Brevet FR2225656A1 — publié le 19741108

La présente invention concerne un dispositif de rattrapage de jeu pour freins, en particulier pour véhicules sur rails, freins dans lesquels, au moins un support de garniture de frein est monté sur un levier de frein situé à peu près parallèlement ou tangentiellement à la surface de frein, dans lesquels le levier de frein est articulé à un pont, un étrier ou une palée de frein, ou à un point fixe de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe, dans lesquels est prévu un ressort de rappel et où le frein est actionné par un organe en prise sur le levier de frein. On a déjà proposé de très nombreux dispositifs de rattrapage de jeu de frein; dispositifs qui, cependant, présentent tous des inconvénients, sous une forme ou sous une autre, généralement, on prévoyait jusqu sùr du dispositif de rattrapage de jeu.On connaît aussi des dispositifs de rattrapage de jeu qui sont montés sur un arbre, le rattrapage de jeu se faisant soit h la main au moyen d'un engrenage vis sans fin, soit automatiquement, un tringlage auxiliaire particulièrement compliqué devant etre prévu. L'invention a maintenant pour objectif de réaliser un mode de construction relativement simple qui règle cependant de façon absolument sûre le jeu de desserrage prédéterminé, indépendamment de l'usure de la garniture de frein ou de l'usure d'autres pièces, le dispositif devant être de conception si simple qu'il résiste atx rudes services pratiqués dans les compagnies de chemins de fer. On sait que, pendant l'exploitation, les freins sont très fortement soumis aux influences environnantes car ils doivent, naturellement, être montés au voisinage immédiat des roues et sont donc soumis à la poussière, à la crasse, å l'eau, etc. et peuvent, de ce fait, s'encrasser. Dans ce cas, il est important d'avoir un mode de construction robuste et simple qui n'est pas modifié par toutes les influences. Cet objectif est atteint du fait que le ressort de rappel est relié, d'une part, à l'arbre qui constitue l'essieu et qui est monté fou, et d'autre part, à la pièce fixe par rapport au levier de frein, que l'arbre est relié au levier de frein par l'intermédiaire d'un accouplement à friction, qu'une butée limite le mouvement de l'arbre lors du freinage, et qu'une autre butée limite le mouvement du levier de frein lors du desserrage du frein. Conformément au but recherché, la force de rappel du ressort est plus petite que la force de frottement de l'accouplement à friction et les deux butées coopèrent avec une cheville, une came etc., montée sur l'arbre. On prévoit de façon avantageuse, dans un frein à disque à garniture partielle, que le dispositif de rattrapage de jeu conforme å l'invention est disposé sur l'arbre d'un levier de frein articulé sur un étrier de frein à montage flottant, le levier de frein étant actionné par un cylindre monté dans l'étrier de frein å peu près parallèlement å l'axe du disque de freinage. L'avantage de ce mode de construction réside surtout dans le fait qu'il est de composition relativement simple et robuste, tout en employant des éléments de construction connus, et que, néanmoins, en aucune manière, on ne porte par cela atteinte à la sécurité du mode de fonctionnement du dispositif. Mais, meme en cas de fort encrassement, il n'est pas porté atteinte à l'efficacité du dispositif de rattrapage de jaiEn outre,etceciapEntt comme l'un des avantages essentiels du mode de construction conforme à l'invention, le dispositif ne demande aucune place supplémentaire,car car il n'est besoin que de modifier légèrement et de doter de nouvelles fonctions des pièces qui existaient ddjà. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des revendications et de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, description se référant aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement le dispositif de rattrapage de jeu, - la figure 2 représente une vue d'en haut d'un étrier de frein muni d'un dispositif de rattrapage de jeu incorporé, et - la figure 3 représente une vue latérale du mode de construction suivant la figure 2, avec élimination des pièces non essentielles au fonctionnement du dispositif de rattrapage de jeu. De la figure 1 il ressort très clairement comment fonctionne le dispositif de rattrapage de jeu conforme à l'invention. L'arbre 11 est, dans ce cas, monté fou dans les oreilles 12 et 13 d'une pièce fixe par rapport au levier de frein 14, pièce constituée par exemple par l'étrier ou corps de frein, le cylindre d'actionnement étant en prise sur le coté 15 et le support de garniture de frein muni de la garniture de frein étant articulé sur les deux autres extrémités non représentées 16. Sur l'arbre 11 est monté un ressort hélicoïdal 17, qui, d'un c8té, est ancré par son extrémité 18, dans l'oreille fixe 13, et qui par contre, par son autre extrémité 19 pénètre dans un alésage correspondant de l'arbre 11. C'est par ce ressort 17 qu'est produite la force de rappel nécessaire au rappel des garnitures de frein.Entre le levier de frein 14 et l'arbre Il est réalisée une liaison par un accouplement à friction qui se compose d'une garniture de friction 20 qui, par l'intermédiaire d'un disque intercalaire 21, est poussée contre le levier de frein 14 par des ressorts Belleville réglables 22. Sur l'arbre Il est monté un écrou 23 servant à régler la force des ressorts Belleville 22. L'arbre ll porte å son extrémité une collerette 24 et s'appuie par celle-ci sur le levier de frein 14. En outre, sur l'arbre 11 est fixée une cheville 25 située entre deux butées 26 et 27 qui sont disposées sur l'oreille fixe 12 du corps. Entre ces deux butées, la cheville 25 ne peut exécuter qu'un déplacement correspondant au jeu de desserrage. Ce dispositif agit du faut que, normalement, le ressort de rappel 17 fait tourner l'arbre et donc le levier de freinage 14 jusqu'8 ce que la cheville 25 vienne porter sur la butée 27. Alors, les machoires de frein présentent par rapport à la surface de frein le jeu de desserrage précédemment réglé et déterminé. Si, maintenant, on actionne le frein, alors le cylindre d'actionnement fait pivoter vers le haut, hors du deuxième plan, la partie 15 du levier de frein 14. Ce pivotement entraîne en meme temps-l'arbre 11 par l'intermédiaire de l'accouplement à friction 20, et étant donné que la force de l'accouplement à friction est plus grande que la force de rappel du ressort 17, ce ressort est bandé.Le mouvement de l'arbre Il accompagné du levier de freinage s'effectue jusqu'à ce que la garniture de frein porte fermement sur la surface de frottement du disque de frein. Le frein est maintenant serré. Si l'usure dépasse une valeur ou quantité prédéterminée correspondant au jeu de desserrage, la cheville 25 s'applique contre la butée 26, ce qui empêche l'arbre 11 de tourner davantage . Mais étant donné que les garnitures de frein ne portent pas encore, le levier de frein 14 continue à tourner encore davantage et, ceci, à l'encontre de la force de l'accouplement à friction 20. Le levier de frein 14 et l'arbre Il se décalent ainsi en rotation l'un par rapport à l'autre. Après achèvement du freinage, le ressort de rappel 17 fait maintenant tourner l'arbre 11 en position de desserrage, le levier de frein 14 étant entraîné par l'intermédiaire de l'accouplement à friction 20. Lorsque la cheville 25 a atteint sa butée 27, ce par quoi le Jeu de desserrage est respecté, alors la rotation et le mouvement de desserrage du levier de frein sont terminés. En meme temps le jeu de desserrage est donc à nouveau réglé convenablement. Un nouveau cycie de fonctionnement peut commencer, c'est-à- dire que, tant que l'usure reste encore maintenue entre les limites déterminées par les deux butées 26 et 27 sans que la cheville 25 touche la butée 26, il ne se passe rien.Ce n'est qu'en cas d'excès d'usure que la cheville 25 se place contre la butée 26 et que, de ce fait, l'arbre 11 tourne à nouveau par rapport au levier de freinage 14, grace å quoi le jeu de desserrage s'ajuste à la valeur convenable. Il est ainsi impossible que se produise un jeu de desserrage trop grand car un faible dépassement de jeu de dessersage de quelques dixièmes de millimètres provoque déjà un rattrapage de jeu. Suivant la figure 2, un dispositif de rattrapage de jeu conforme å l'invention est incorporé dans un frein à disque à garniture partielle, dans lequel un étrier de frein 31 embrasse par son bras 32 le disque de frein 33. Le support de garniture de frein 34 muni de la garniture de frein est articulé au bras 32 de l'étrier de frein 31. A l'autre extrémité de l'étrier de frein 31, sur l'arbre 35, qui correspond à l'arbre 11, suivant la figure 1, est articulé un levier de frein 36, aux extrémités antérieures duquel est articulé un support de garniture de frein 34 muni de sa garniture de frein. Le levier de frein 36 se prolonge vers l'extérieur au-delà de l'arbre de pivotement 35, un cylindre de frein 39, disposé dans la culasse 38 de l'étrier de frein 31, à peu près parallèlement à l'axe du frein à disque, agissant sur ce prolongement 37. Dans le piston du cylindre de frein 39 est logé un ressort 40. L'étrier de frein est accroché au corps ou à une partie analogue du wagon par une attache verticale de suspension 41 et, en outre, des attaches de suspension, pratiquement verticales, sont encore montées aux points de pivotement 42. Ce dispositif fonctionne, du fait que l'on fait pénétrer par pompage un fluide hydraulique, par l'entrée 43, dans le cylindre de manoeuvre 39, grâce à quoi le piston du cylindre 39 agit sur le prolongement 37 du levier de frein 36 et fait pivoter celui-ci autour de l'axe ou l'arbre 35, de telle manière que la garniture de frein du support 34 vient porter contre le disque de frein 33. Par la force de réaction engendrée, la garniture de frein située de l'autre côté s'appuie alors également sur la surface de freinage du disque de frein. Crache à ses attaches de suspension, l'étrier de frein est monté de façon à flotter et peut, dans ce cas, participer tout simplement dans le sens vertical aux mouvements correspondants.En cas de rattrapages de jeu réitérés du dispositif de rattrapage de jeu, et pour un cylindre de frein normal, un écart s'établirait entre le piston et l'extrémité contigus 37 du levier de frein. Pour éviter cela, on prévoit, dans le piston du cylindre de manoeuvre 39 un ressort relativement faible 40 qui maintient le piston toujours en contact avec la partie 37 du levier de frein 36. Sur la figure 3 est représenté un autre mode de réalisation du dispositif de rattrapage de jeu, mode dans lequel l'arbre 44 qui coopère avec le levier de frein 45 et qui est monté dans les oreilles fixes 46, se prolonge au-delà de son extrémité (supérieure sur le dessin) et y porte un ressort spiral 47 servant de ressort de rappel. Ce ressort 47 est ancré, d'un côté, dans une fente 48 de l'arbre et, de l'autre côtés dans une butée 49 qui est reliée à l'oreille fixe 46 et ponte le levier de frein mobile 45. De ce fait, on peut produire d'assez grandes forces de rappel. L'accouplement à friction est, dans ce cas, étudié de telle sorte que l'arbre 44 porte, à l'extérieur du levier de frein 45, une collerette 50 sur laquelle est montée une garniture de friction 51 qui est compressée par les ressorts Belleville 53 réglables au moyen de l'écrou 52.Entre le disque de pression 54 et la garniture de friction 51 est encore monté un levier 55 qui coopere avec une came 56 disposée sur le levier de frein 45. Sur l'arbre 44 est montée une cheville 57 qui coopere avec deux butées 58 et 59 disposées sur la pièce fixe 46. La possibilité de déplacement de la cheville 57 correspond, dans ce cas, au jeu de desserrage des garnitures de frein. Le mode de fonctionnement de ce dispositif correspond à peu près à celui du dispositif suivant la figure 1, selon lequel on fait pivoter le levier de frein jusqu'à ce que les garnitures de frein viennent stappliquer sur la surface de freinag. Si, dans ce mouvement, le jeu de desserrage est dépassé à cause d'une trop grande usure, alors la cheville 57 vient s'appliquer sur la butée 58 et le levier 56 se décale en rotation par rapport à l'arbre 44, å l'encontre de la force de retenue de l'accouplement à friction 51. Si l'on desserre à nouveau le frein, alors le ressort de rappel 47 fait tourner à nouveau en arrière l'arbre 44, à savoir, jusqu'à ce que la cheville 57 porte sur la butée arrière 59.Dans ce cas, le levier de frein 45 est entraîné par l'arbre 44, par l'intermédiaire de l'accouplement friction 51, du levier 55 et de la butée 56 disposée sur le levier de frein 45. Si la cheville 57 touche la butée arrière 59, alors les garnitures de frein possèdent le jeu de desserrage convenable, c'est-à-dire, sont à l'écartement exact, précédemment fixé, de la surface de freinage. On peut encore imaginer différents modes de réalisation du dispositif de rattrapage de jeu, en particulier disposer différemment les diverses butées nécessaires, ainsi que constituer différemment l'accouplement à friction et les éléments de transmission allant de l'arbre au levier de frein. Le levier de frein peut, tout simplement aussi, etre à un seul bras, ou bien peut être coudé ou être constitué de toute autre manière. Le ressort de rappel peut, lui aussi, se présenter sous les formes les plus différentes, c'est-à-dire, qu'il n'a pas besoin d'être absolument un ressort spiral, mais au contraire, il peut aussi être un autre ressort, cosse un ressort de flexion, un ressort de torsion, ou même un autre élément élastique, qui doit cependant toujours coopérer avec l'arbre et ne doit pas agir directement sur le levier de frein. On peut également choisir librement le mode d'actionnement du levier de frein. L'application de ce dispositif ne se limite pas, elle aussi, aux freins à disque à garniture partielle, mais au contraire, on peut l'employer aussi dans tout autre frein dans lequel un levier portant des mâchoires de frein est articulé sur une pièce fixe, de manière à pouvoir pivoter par rapport à celle-ci. Sur l'axe de cette partie pivotante (levier), on peut alors placer un dispositif de rattrapage de Jeu conforme à l'invention. Bien entendu, diverses autres modifications peuvent encore être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'invention qui est déterminé par les revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Dispositif de rattrapage de jeu pour freins, en particulier de véhicules sur rails, freins dans lesquels au moins un support de garniture de frein est monté sur un levier de frein situé à peu près parallèlement ou tangentiellement à la surface de frein, où le levier de frein est articulé à un pont, un étrier ou une palée de frein, ou à un point fixe, de manière à pouvoir pivoter autour d'un axe ou arbre et dans lesquels le frein est actionné par un organe en prise sur le levier de frein à l'encontre d'un ressort de rappel, caractérisé en ce que le ressort de rappel est relié, d'une part, a l'arbre monté fou et constituant l'axe, et d'autre part, à la pièce fixe par rapport au levier de frein, que l'arbre est relié au levier de frein par l'intermédiaire d'un accouplement à friction, qu'une butée limite le mouvement de l'arbre lors du freinage et qu'une autre butée limite le mouvement du levier de frein lors du desserrage du frein. 2. Dispositif de rattrapage de jeu selon la revendication 1, caractérisé en ce que la force de rappel du ressort est plus petite que la force de frottement de l'accouplement à friction. 3. Dispositif de rattrapage de jeu selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux butées coopèrent avec une came, cheville, ou organe analogue fixé sur l'arbre. 4. Dispositif de rattrapage de jeu selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'accouplement à friction de l'arbre coopère avec un levier qui est en prise avec le levier de frein. 5. Dispositif de rattrapage de jeu selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'écartement ménagé entre came, cheville ou organe analogue de l'arbre et l'une des deux butées correspond au jeu de desserrage. 6. Dispositif de rattrapage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le jeu de desserrage est réglable. 7 Frein à disque à garniture partielle, en particulier pour véhicules sur rails, muni d'un dispositif de rattrapage de jeu selon l'une des revendications 1 à 6, caractérfsé en ce que l'arbre portant le dispositif de rattrapage de jeu porte un levier de frein qui est articulé à un étrier de frein monté de manière à flotter, et qui est actionné par un cylindre monté dans l'étrier de frein, à peu près parallèlement à l'axe du disque de frein. 8. Frein à disque à garniture partielle, selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ressort de rappel est constitué par un ressort spiral, un ressort de flexion, un ressort de torsion, ou par un autre élément élastique analogue qui est situé sur l'arbre du levier de frein et qui est relié, d'un côté, à l'arbre et, de l'autre côté, à une pièce fixe. 9. Fretin à disque a garniture partielle selon une des revendications 7et 8, caractérisé en ce que, sur l'arbre, est montée une collerette pourvue le cas échéant, d'une garniture de friction, collerètte contre laquelle un levier d'entratnement en liaison d'action avec le levier de frein est poussé par des ressorts Belleville. 10. Frein à disque à garniture partielle selon une des reVendications 7 à 9, caractérisé en ce que dana le cylindre de frein est monté un ressort maintenant le piston appliqué sur le levier de frein.