La présente invention, concernant le freinage des véhicules, est plus spécifiquement relative à des freins à disque pour véhicules ferroviaires, du genre dans lesquels une
pince rigide chevauche le bord périphérique d'un disque pouvant tourner et des garnitures de friction destinées à s'appliquer contre les faces opposées du disque sont montées dans la pince, l'une des garnitures étant directement appliquée contre une
face voisine du disque par des moyens d'actionnement associés
à une branche adjacente de la pince et l'autre garniture étant appliquée contre la face opposée du disque par la réaction sur
la pince qui amène cette dernière à se déplacer par rapport
au disque et par rapport à un organe d'absorption du tirage, relativement stationnaire, qui la porte.
Dans les freins à disque du genre exposé, on rencontre des difficultés pour compenser le mouvement relatif entre l'organe stationnaire, le disque et les garnitures, mouvement
qui se produit lorsque le véhicule roule sur les rails.
Conformément à l'invention, dans un frein à disque
du genre exposé, un bras de transmission de tirage est attaché
à une extrémité à l'organe d'absorption du tirage par une liaison pivotante qui laisse tourner le bras pour se déplacer autour d'un axe normal à l'axe du disque et le bras est également relié à la pince au moyen d'une articulation sphérique.
L'existence du bras permet à la pince de se déplacer
par rapport au disque autour de la liaison pivotante et de l'articulation sphérique en réponse à la réaction des moyens d'actionnement et elle permet à la pince, comme il est imposé par
les garnitures, de régler automatiquement sa position par rapport au disque pour compenser les irrégularités des faces de freinage du disque et le mouvement relatif entre le disque et l'organe stationnaire, lorsque le véhicule roule sur les rails.
Par exemple, le bras permet à la pince de s'articuler suivant
les besoins pour compenser le mouvement angulaire du disque provenant du mouvement vertical différentiel des roues et de l'usure différentielle et/ou inégale des patins de friction.
De préférence, une liaison à mouvement restreint, dite attache restreinte, est également établie entre le bras et la
pince pour limiter ou restreindre le mouvement de la pince par rapport au bras et pour ramener la pince en une position neutre suivant un mouvement en bloc en réponse par exemple au mouvement angulaire du disque tel que décrit ci-dessus.
Il convient pour cela que le bras parte de la liaison pivotante, au-dessus de la pince elle-même, dans une direction circonférentielle, alors que l'articulation sphérique fournit une liaison entre son extrémité libre opposée et l'extrémité de la pince qui est éloignée de l'organe stationnaire et que l'attache restreinte est établie entre le bras et un point intermédiaire de sa longueur et l'extrémité de la pince qui est voisine de l'organe stationnaire.
Suivant une disposition possible, l'attache restreinte
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trémité de la pince pour chevaucher l'extrémité d'une fente du bras, dans laquelle passe cette extrémité de pince, des intervalles étant prévus entre les oreilles et le bras et entre la pince et les côtés de la fente qui sont radialement le plus à l'intérieur et le plus à l'extérieur, et des ressorts agissant entre le bras et la pince pour restreindre un mouvement d'inclinaison relative entre eux.
Suivant une autre disposition possible, l'attache restreinte comprend une broche qui fait saillie en des extrémités opposées à partir d'un manchon retenu à l'intérieur d'une bague élastique dans la pince et les extrémités opposées de la broche se logent dans une partie fourchue du bras, le manchon étant en matériau à faible friction pour restreindre le mouvement le long de l'axe de la broche et la bague élastique agissant pour limiter ou restreindre le mouvement d'inclinaison relatif entre la pince et le bras.
L'invention sera mieux expliquée et comprise par la description ci-après de deux modes de réalisation de l'invention, donnés à titre non limitatif, avec référence aux dessins sur lesquels :
la figure 1 est une vue en plan d'un frein à disque pour véhicule ferroviaire; la figure 2 est une élévation latérale de celui-ci; la figure 3 est une élévation latérale d'un deuxième frein à disque pour véhicule ferroviaire;
la figure 4 est une vue en plan contenant la partie stationnaire; la figure 5 est une élévation normale à la vue de la <EMI ID=2.1> la figure 6 est une vue de la pince incluant une coupe du mécanisme d'actionnement; la figure 7 est une vue d'extrémité de la pince; la figure 8 est une vue en plan de la pince incluant son attache au bras; la figure 9 est une coupe suivant la ligne 9-9 de la figure 8; la figure 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la figure 9; la figure 11 est une coupe suivant la ligne 11-11 de la figure 9; et la figure 12 est une coupe partielle suivant la ligne
12-12 de la figure 10.
Le frein à disque représenté sur les figures 1 et 2 comprend une pince ou étrier rigide 1 ayant la forme d'une chape fermée à branches opposées 2 et 3 qui sont situées de part et d'autre d'un disque 4 pouvant tourner avec un essieu et des pièces entretoises 5 et 6, espacées circonférentiellement, et mon-
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à leurs extrémités opposées.
Les garnitures de friction opposées 7 et 8 sont logées dans la pince 1. La garniture de friction 7 est guidée entre des faces 9 et 10 d'absorption du tirage qui sont ménagées dans la branche 3 et appliquée directement contre le disque 4 par un mécanisme d'actionnement 11 qui est monté sur cette branche 3 et disposé à son intérieur. L'autre garniture de friction 8, qui est portée par la branche opposée 2 du calibre 1, est appliquée contre la face opposée du disque par la réaction sur la pince 1 du mécanisme d'actionnement 11 qui déplace la pince 1 en bloc dans une direction sensiblement axiale par rapport au disque 4.
La pince 1 est portée par une pièce stationnaire 12 voisine du plan du disque 4 et sensiblement alignée sur lui,
au moyen d'un bras 13 de transmission du tirage. Le bras 13 comprend un élément d'une pièce ayant un contour incurvé qui correspond dans l'ensemble au rayon du disque 4 et le bras 13 jouxte le disque 4, dans un plan parallèle à celui-ci ou le contenant. Le bras 13 est relié à une extrémité à la pièce stationnaire 12 au moyen d'une seule broche pivot 14 dont l'axe
<EMI ID=4.1> disque 4 ou lui est parallèle. Le bras 13 passe au-delà de la pince 1 dans le sens circonférentiel et est accouplé à son extrémité libre à la pièce entretoise 6 au moyen d'une articulation sphérique 15.
En fonctionnement, le bras 13 se déplace angulairement
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déplacer dans une direction sensiblement axiale lorsque le frein est appliqué. En même temps, la pince 1 peut pivoter autour de l'articulation 15. Ceci permet que les garnitures 7 et 8 soient maintenues parallèles au disque 4 lorsque le frein est appliqué, en tendant à maintenir une usure pratiquement uniforme et parallène des garnitures 7 et 8.
De plus, le bras 13 est attaché à la pince 1 au moyen d'une attache restreinte 16. Ainsi qu'il est représenté, le
bras 13 est pourvu, à son extrémité voisine déjà pièce stationnaire 12, d'une entaille 17 à cotés parallèles qui est sécante
par rapport au disque 4 et dans laquelle passe la pièce entretoise 5 avec des oreilles 18 axialement espacées à l'extrémité circonférentiellement la plus extérieure de la pièce entretoise
5 qui chevauche la base de l'entaille 17. Des intervalles 19
sont prévus entre les cotés de l'entaille 17 et la pièce entretoise 5, ainsi que des intervalles 20 entre les oreilles 18 et
le bras 13. Les intervalles 19 et 20 permettent de petits mouvements de la pince 1 par rapport au bras 13 dans les directions longitudinale et/ou transversale. De tels mouvements peuvent
être provoqués par le déplacement angulaire du disque 4 en réponse au mouvement vertical différentiel des roues sur l'essieu
et amèneront la pince 1 à. s'incliner par rapport au disque.
Des ressorts de rappel (non représentés) agissent
entre le bras 13 et la pince 1 de manière à ramener la pince 1
à son orientation correcte lorsque le disque 4 revient à sa position neutre normale.
Dans le frein représenté sur les figures 3 à 12, une pince rigide 21 à contour en forme de gouttière à extrémité ouverte chevauche le bord périphérique d'un disque 22 qui peut tourner avec un essieu d'un véhicule ferroviaire. La pince 21 comprend des branches opposées 23 et 24 reliées entre elles
par une seule pièce entretoise rigide 25.
Des garnitures de friction 26 et 27, destinées à s'appliquer contre les faces opposées du disque 22, sont montées de manière détachable dans la pince 21 et chaque garniture est
portée par un patin métallique rigide 28, 29. Spécifiquement, chaque garniture 26, 27 est portée par une plaque support rigide
30 ou 31. Chaque plaque support 30, 31 a une plus grande surface que celle de sa garniture respective 26, 27 et fait saillie au-delà de la garniture, en particulier aux extrémités opposées dans lesquelles des entailles 32 et 33, en partie circulaire,
sont formées.
Chaque entaille 32 reçoit la tige 34 d'un goujon à
tête 35 sous laquelle se place l'extrémité correspondante de la plaque support 30, 31. Chaque goujon 35 forme butée pour cette extrémité de la plaque support et sert à empêcher cette extrémité de s'écarter axialement du patin respectif 28, 29.
L'extrémité opposée de chaque plaque support 30, 31
est retenue sur sun patin 28, 29 au moyen d'un arrêtoir détachable 36. Ainsi qu'il est représenté, l'arrêtoir 36 comprend une pièce à contour général en U, qui enserre cette extrémité du patin 28, 29 et la plaque support respective 30, 31. L'organe
36 comprend une première branche 37 dont la face intérieure a
un contour en gradin pour définir une face de butée 38 qui est normale au patin 28, 29 et une lèvre 39 qui est parallèle au patin 1 avec un certain espacement, d'une distance légèrement inférieure à l'épaisseur de la plaque support 30, 31. Une deuxième branche 40 est reliée à la première branche 37 par une pièce entretoise 41, en étant inclinée par rapport à la branche
37. L'arrêtoir 36 présente un degré d'élasticité choisi de façon qu'après son montage sur l'extrémité du patin 28 ou 29 et de la plaque support 30 ou 31, alors que la branche 40 s'applique
contre une face inclinée correspondante 42 du patin, le vissage
de deux boulons 43, 44 dans la pièce entretoise 41 et dans des trous taraudés dans l'extrémité du patin 28, 29, on obtienne
un effet de coin pour appuyer la lèvre 39 contre la plaque support 30, 31 en réponse au mouvement de l'arrêtoir 36 en direction du patin 28, 29 jusqu'à ce que la face de butée 38 soit appliquée contre l'extrémité de la plaque support 30, 31 pour solliciter son extrémité opposée à entrer en contact avec le goujon 34.
Les garnitures 26, 27 sont par conséquent montées fermement sur le patin 28, 29, mais on peut facilement les enlever après avoir enlevé d'abord les arrêtoirs 36.
Les plaques supports 30, 51 étant plus minces que la profondeur des faces de butée 38, elles sont serrées à cette extrémité contre les patins 28, 29 grâce à l'élasticité des arrêtoirs 36.
Suivant une variante les goujons 34 peuvent être remplacés par des arrêtoirs semblables aux arrêtoirs 36.
La garniture 26 est guidée de manière à se déplacer
dans une direction axiale par rapport au disque sur des broches
45, 46, espacées circonférentiellement, qui sont fixées au patin
38 à leurs extrémités intérieures et qui sont guidées pour pouvoir glisser dans des rainures 47, 48 opposées, espacées circonférentiellement, dans les extrémités de la branche 23. Des intervalles sont prévus entre les broches 45 et 46 et les bases des entailles 47 et 48, de sorte que lorsque le frein est appliqué, le tirage sur la garniture 26 est transmis à la branche 23 par la broche à l'extrémité de la pince 21 sur laquelle to ut
point donné de la surface du disque vient d'abord s'aligner,
pour ce sens donné de la rotation du disque.
La garniture 27 est fixée rigidement à la branche 24
par le patin 29, de sorte que lorsque la garniture 27 est directement appliquée contre le disque 22 par le fonctionnement d'un mécanisme d'actionnement 49 qui est monté sur la branche 24 et
y est incorporé, la garniture 27 est appliquée en même temps contre la face opposée du disque 22 par le mouvement de la pince
21 par rapport au disque 22 dans une direction sensiblement axiale, en réponse à la réaction du mécanisme d'actionnement
49 sur la pince 21 .
Le mécanisme d'actionnement 49 est pratiquement le
même que celui décrit dans la spécification provisionnelle de
la demande de brevet français n[deg.] 78 11 886 et il n'est pas nécessaire de le décrire ici en détail. Le mécanisme d'actionnement incorpore un boîtier 50 qui est fixé à la branche 23 et
un organe de poussée 51 faisant saillie à partir du boîtier 50 fait partie d'un ensemble fileté 52 qui peut être déplacé axialement pour appliquer le frein et dont la longueur effective peut être sensiblement augmentée pour compenser l'usure du matériau
de la garniture 26. L'organe de poussée 51 comporte à son extrémité libre une tête plus large 53 et celle-ci se loge dans un évidement 54 du patin 28 et y est retenue par un organe de serrage 55 qui se loge dans un évidement 56 de la face opposée du patin 28 et est serré contre la tête 53 au moyen d'un boulon 57.
Le boîtier 50 comporte un prolongement axial 58 qui fait saillie au travers de l'ouverture 59 de la branche 23 et
se termine à proximité étroite de la position prise par la tête
53 lorsque le patin 28 est rétracté avec la garniture 26 dans
un nouvel état non usé. A son extrémité libre le prolongement
58 présente une surface d'appui 59 à l'intérieur de laquelle l'organe de poussée 51 est guidé avec glissement, un intervalle
60 étant prévu entre l'organe de poussée 51 et le reste du prolongement 58.
La surface d'appui 59 absorbe toute charge latérale
à laquelle l'organe de poussée 51 peut être soumis lorsque le patin 28 se déplace entre les butées d'absorption de tirage
dans la branche 23 alors que le sens de la rotation du disque
est renversé quand le frein est appliqué, en protégeant ainsi
les filetages et le reste du mécanisme d'actionnement 49.
Normalement, l'organe de poussée 51 est déplacé axialement pour appliquer la garniture 26 contre le disque 22 et il est automatiquement avancé en bloc en direction du disque pour compenser l'usure de la garniture 26. Néanmoins, lorsqu'une garniture usée doit être enlevée et remplacée, on fait tourner l'organe 51 pour ramener le patin 28 à la position initiale
qu'il avait lorsque la garniture était neuve et non usée.
Une gaine d'étanchéité 61 est prévue pour empêcher l'entrée de crasse dans l'agencement à vissage entre l'organe
de poussée 51 et la branche 23.
Ainsi qu'il est représenté, la gaine 61 comprend deux parties d'extrémité annulaires 62 et 63, espacées axialement
l'une de l'autre, qui sont reliées entre elles par une membrane flexible 64 en matière élastomère à contour ondulé. Un support rigide circulaire 65, logé avec un intervalle annulaire entre
la tête 53 et l'évidement 54, s'adapte de manière étanche dans l'évidement 54. L'extrémité extérieure du support 65 présente
une bride radiale 66, dirigée vers l'intérieur, qui bute contre
un épaulement 67 de la tête 53 et l'extrémité intérieure du support 65 est déformée vers l'extérieur pour former une lèvre 68 derrière laquelle se loge la partie 62 et sur laquelle elle est fixée au moyen d'un élément de blocage annulaire 69 qui encercle la lèvre 68. Commodément, la partie 62 est serrée parla lèvre
68 contre le patin de frein 28.
Tout mouvement axial relatif entre le patin 28 et la branche 23 lorsqu'on applique le frein est absorbé par la membrane flexible 64. Quand on fait tourner l'organe de poussée
51 pour ramener la tête 53 et le patin 28 lorsqu'il faut remplacer la garniture 26, l'engagement à friction du support 65 dans l'évidement 54 est plus fort que celui entre la bride 66 et l'épaulement 67. Ainsi le support 65, avec par conséquent la gaine 61 dans son ensemble, est empêché de tourné de tourner
avec la tête 53.
Comme dans le mode de réalisation précédent des figures 1 et 2, la pince 21 est portée par une pièce stationnaire
70, voisine du bord du disque 22, au moyen d'un bras 71 de transmission du tirage. Néanmoins, comme il est souhaitable de placer le bras 71 aussi près que possible du bord du disque 22 et plus près que le bras des figures 1 et 2, on a prévu que le bras 71 est en acier marchand. Le bras 71 comprend des plaques 72 et 73, axialement espacées et se recouvrant, qui ont un contour général en forme de L et qui chevauchent le disque 22 et sont maintenues espacées par quatre plaques d'écartement parallèles 74, 75, 76
et 77. Les plaques d'écartement 74 et 75 sont placées au voisinage de la pièce stationnaire 70, normalement à celle-ci et une broche pivot unique 78, qui se trouve dans le plan du disque 22
et lui est parallèle, est montée de manière à pouvoir tourner
par ses extrémités opposées dans les plaques 74 et 75. La broche
78 repose dans les oreilles espacées 79 de la pièce stationnaire
70, ces oreilles 79 étant situées à l'intérieur des plaques 74
et 75.
Les plaques 76, 77 fournissent une monture pour une pièce allongée unique 80 qui passe par dessus la pince 21 dans
le sens circonférentiel et qui est accouplée par son extrémité libre à un prolongement sécant 81 de la pièce entretoise 25 de
la pince 21 au moyen d'une articulation sphérique 82.
De plus, un prolongement sécant 83 de l'extrémité opposée de la pièce entretoise se loge entre les plaques 72 et
73 auxquelles il est attaché au moyen d'une attache restreinte
84. Ainsi qu'il est représenté, l'attache restreinte 84 comprend
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aux faces internes des plaques. 72 et. 73. Une partie centrale
de la broche 85, logée à l'intérieur d'un bottier étanche,88, est reçue avec coulissement dans un manchon 89 en matériau / à faible friction.
Un anneau élastique métallique 90, par exemple une bague élastique fendue dite circlip, est placé entre le manchon 89 et
un passage 91 ménagé dans ledit prolongement 83 au travers duquel passe la broche 85, qui a un contour convexe pour permettre audit prolongement 83 d'osciller par rapport à la broche 85.
De même qu'avec le mode de réalisation des figures
1 et 2 décrit ci-dessus, en fonctionnement le bras 71 se déplace angulairement par rapport à la broche pivot 78 et la pince 21 peut pivoter autour de l'articulation 82 pour permettre aux garnitures 26 et 27 d'être maintenues parallèles par rapport au disque 22. Le manchon 89 restreint le mouvement transversal du bras 71 et la bague élastique 90 fournit une sollicitation élastique pour ramener la pince 21 dans ses orientation et attitude correctes lorsque le disque 22 revient à une position neutre normale, en suivant le mouvement angulaire en réponse au mouvement vertical différentiel des roues sur l'essieu.
REVENDICATIONS
1. Frein à disque pour véhicule ferroviaire dans lequel une pince rigide chevauche le bord périphérique d'un disque tournant et des garnitures de friction destinées à s'engager contre les faces opposées du disque sont montées dans la pince, l'une des garnitures étant directement appliquée contre une face voisine du disque par des moyens d'actionnement associés à une branche voisine de la pince et l'autre garniture étant appliquée contre la face opposée du disque par la réaction sur la pince qui amène la pince à se déplacer par rapport au disque et par rapport à un organe relativement stationnaire, absorbant le tirage, qui la porte,
caractérisé en ce qu'un bras de transmission du tirage est attaché à une extrémité à l'organe absorbant le tirage par une liaison pivotante qui laisse pivoter le bras pour se déplacer autour d'un axe normal à l'axe du disque et que le bras est également accouplé à la pince au moyen d'une articulation sphérique.