Brevet FR2261446A1 — publié le 19750912

L'invention, concernant le freinage des véhicules, est plus spécifiquement relative à des freins à disque pour vehi- cules, du genre dans lequel des ensembles de patin de friction, destinés à coopérer avec des faces opposées d'un disque rotatif sont montés dans une pince ou étrier qui chevauche le bord péri- phérique du disque et dans lequel un ensemble de patin de friction est directement appliqué contre une face du disque par des moyens d'actionnement logés dans une branche adjacente de la pince, l'autre ensemble de patin de friction étant appliqué contre la face opposée du disque par la réaction des moyens d'actionnement. Dans les freins à disque du genre indiqué, les moyens dtactionnement comprennent normalement un ensemble hydraulique à piston et à cylindre. Toutefois, il est désirable aussi de prévoir des moyens auxiliaires d'actionnement qui soient incorporés dans la pince et qui ont pour r8le eonnatt des moyens d'actionnement d'un type dans lequel l'énergie dtun ressort à boudin est libérée lorsqu'une pression hydraulique qui maintient normalement le ressort à ltetat comprimé est relBchée. Les moyens d'actionnement de ce genre sont extrêmement encombrants et ne peuvent donc pas Qtre logés dans l'espace relativement limité dont on dispose dans une branche de la pince. Selon l'invention, dans un frein à disque du genre ci-dessus, pour véhicule, les moyens d'actionnement destinés au freinage de gervice normal comprennent un piston agissant dans un cylindre ou hydraulique placé dansune branche de la pince et l'une des branches comporte des moyens auxiliaires d'actionnement comprenant un ensemble d'actionnement formé de rondelles Belleville ou similaires qui sont normalement maintenues comprimées par une pression hydraulique, l'énergie emmagasinée dans les rondelles se libérant pour appliquer le frein en cas de relachement de la pression hydraulique, des moyens de rattrapage automatique de jeu étant incorporés pour maintenir les jeus de freinage dans les limites de compression et d'extension de l'ensemble d'actionnemente Les moyens d'actionnement principaux et auxiliaires peuvent étre logés dans des branches opposées de la pince ou bien les uns et les autres peuvent être placés dans la même branche, les moyens de rattrapage étant incorporés aux moyens princi paux dlactionnement et réglables en réponse au fonctionnement de ceux-ci. En cas de défaillance de la pression hydraulique qui maintient comprimées les rondelles Belleville ou similaires, on peut relâcher le frein en actionnent les moyens auxiliaires d'actionnement, après quoi on peut dépasser manuellement l'action des moyens de rattrapage automatique de jeu. Un mode d'exécution de l'invention est illustré par les dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une coupe longitudinale d 'un frein à disque pour véhicule ferroviaire; La figure 2, une vue à plus grande échelle d'une partie du dispositif de dépassement manuel; La figure 3, une coupe longitudinale d'une partie du frein, montrant les moyens principaux et auxiliaires d'action- nement incorporés tous deux dans la même branche de la pince; La figure 4, une coupe similaire à la figure 3, mais montrant certaines modifications, et La figure 5 montre une modification de la figure 4. Dans le frein à disque représenté, une pince 1/ constituant un élément rigide en U > chevauche le bord périphérique d'un disque rotatif 2. La pince 1 est guidée de manière à coulisser, dans une direction pratiquement parallèle à l'axe du disque, -sur un élément stationnaire (non représenté) voisin d'une face du disque 2. Des ensembles opposés 4 et 5 de patin de friction, destinés à s'appliquer contre des faces opposées du disque 2, sont montés dans des branches opposées de la pince i, Chaque ensemble de patin comprend un patin 6 en matériau de friction, porté par une monture rigide 7. Pour le freinage de service normal, le frein est actionné par des moyens d'actionnement 8 situés dans une branche de la pince 1, Comme on l'a représenté, les moyens d'actionnement 8 comprennent un piston hydraulique 9 se déplaçant dans un cylindre hydraulique 10-et agissant sur l'ensemble de patin 4 par l'intermédiaire d'un sabot 11 qui porte, de façon détachable, la monture 7. Quand le cylindre 10 est soumis à du fluide hydraulique à haute pression amené par un passage 12, l'ensemble de patin 4 est appliquA directement contre le disque 2, l'ensemble de patin 5 étant appliqué indirectement contre la face opposée du disque 2 par la réaction des moyens d'actionnement 8, qui a pour effet que la pince 1 coulisse sur l'élément fixe relativement au disque 2, dans une direction pratiquement parallèle à l'axe du disque 2. L'autre branche de la pince I loge les moyens auxiliaires d'actionnement15 13servant à appliquer le frein en cas de détresse ou pour le stationnement. Les moyens d'actionnement 13 comprennent un organe de poussée 14, muni d'une tête plus large 15, qui agit sur la monture 7 de 1' ensemble de patin 5 et qui est portée par une tige 16 qui dépasse à l'extérieur à travers une perforation 18 de la branche et est accouplée à un piston 19 agissant dans un alésage élargi 20.Un ensemble 21 de rondelles Belleville ou similaires entoure la tige 16 et agit entre la tete 15 et la base d'un évidement 22, dans lequel elles sont logées et où la tette est guidée de manière à pouvoir coulissera Normalement, l'ensemble 21 de rondelles est maintenu comprimé, dans un état où la longueur effective de l'ensem- ble est minimale, par application de fluide hydraulique sous pression à l'extrémité intérieure de ltalésage élargi 20, arrivant par un passage d'amenée 23.Quand l'amenée de pression de fluide est supprimée, 11 ensemble 21 se détend de manière à pousser directement l'ensemble de patin 5 contre le disque 2, l'autre ensemble de patin 4 agissant comme un ensemble actionné indirectement et étant appliqué contre la face opposée du disque par la réaction des moyens d'actionnement 14 sur la pince 1, qui fait coulisser cette dernière sur l'élément fixe relativement au disque 2. Etant donné que la longueur effective de lZensem- ble 21 de rondelles Belleville n'augmente que légèrement, de 2 mm environ, entre les états de compression et de déploiement, il faut que les jeux de freinage soient à tout moment maintenus au maximum à cette grandeur pour que l'organe d'actionnement 13 agisse efficacement. Ainsi, des moyens de rattrapage automatique 24 sont-ils incorporés aux moyens d'actionnement 8, de sorte qu'ils règlent les jeux de freinage à chaque application normale du frein. Comme on l'a représenté, le piston 9 est muni alun évidement annulaire 25 dirigé vers l'intérieur, qui est fileté en 26 dans sa paroi intérieure, de manière à coopérer avec un filetage de la face intérieure d'une tige creuse 27 d'un organe de rattrapage 28 à section de contour générale "en chapeau haut-de-forme", comportant une bride d' extrémité 29. Le bord terminal de la bride d'extrémité 29 est chanfreiné de manière à définir une face d'embrayage 30 destinée à coopérer avec une face complémentaire 31 de la surface intérieure de l'extrémité de la pince 1, avantageusement définie par un chapeau d'extrémité 32.La face antérieure de la bride 29 est conçue pour coopérer avec une butée annulaire 33, comprenant une cuvette de butée maintenue dans le piston par une bague élastique ou circlip 34 du chapeau extérieur et un palier anti-friction constitué par un roulement à aiguilles 35 est, de préférence, disposé entre la cuvette de butée 33 et la bride 29. Quand le frein est appliqué par l'effet des moyens d'actionnement 8, lors du fonctionnement normal, les jeux entre les filetages après l'application des brides contre la butée 33 ne sont pas rattrapés. Toutefois, quand le mouvement du piston 9, lors de l'application du frein, dépasse une grandeur prédéterminée à cause de l'usure des patins de friction 6, la bride 29 s'applique contre la buté-e 33 et l'organe de rattrapage 28 est alors mis en rotation relativement au piston 9, par suite de l'adaptation par vissage incluant un filetage à pas rapide, de manière à accroitre la longueur effective de l'ensemble d'entretoisement comprenant le piston 9 et l'organe de rattrapage 28. Quand on relåche le frein, les surfaces d'embrayage 30 et 31 sont sollicitées à s'appliquer de manière à définir, pour le piston 9, une position rétractée en avance sur l'ancienne position rétrac butée. Les moyens d'actionnement principaux 8 et ceux auxiliaires 14 sont commandés par des sources différentes de pression hydraulique. En cas de défaillance de la source qui maintient normalement les rondelles 21 comprimées, les moyens 14 sont actionnés. En actionnant-les moyens 8, on peut à nouveau comprimer les rondelles Belleville 21, de sorte que le frein est seulement appliqué par la pression hydraulique du cylindre 10, qui écarte la face d'embrayage 30 de la face 31. Dans ces conditions, on peut visser à la main une vis 36 à extrémité pointue 37 dans l'évidement complémentaire d'un élément 38 trempé et rapporté de l'organe de rattrapage 28, de manière à solliciter cet organe vers l'avant, au moins suffisamment pour qu'il s'applique contre la butée 33.Lorsque la pression hydraulique se relâche dans le cylindre 10, l'énergie emmagasinée dans les rondelles Belleville agit de manière à relacher le frein. Au fur et à mesure que la longueur effective de l'ensemble 21 de rondelles Belleville augmente jusqu'à l'état entièrement détendu, la pince 1 coulisse en sens opposé, la réaction étant transmise en direction axiale à l'ensemble d'entretoisement qui comprend le piston 9 et l'organe de rattrapage 28. Entant donné que les faces d'embrayage 30 et 31 sont écartées et que le piston 9 est empeché de tourner, la réaction a pour effet que 1 organe de rattrapage 28 tourne et se dévisse sur l'extrémité pointue 37 de la vis 36. Par suite, la longueur effective de l'ensemble diminue, ce qui permet au piston 9 de se rétracter dans le cylindre 10, d'une distance au moins égale à la longueur dont l'ensemble 21 se déploie lorsqu'il passe à l'état entièrement déployé. Dans la construction représentée sur la figure 5, les moyens d'actionnement 8 et les moyens auxiliaires d'actionné nement t3 sont tous deux incorporés en parallèle dans la meme branche de la pince 1. Dans cette structure, l'ensemble 21 de rondelles Belleville est logé à l'intérieur du piston 9 et l'organe de poussée 14 et la tête 15 sont remplacés par une douille 39 coulissant dans la perforation 18. La douille 39 présente > à son extrémité intérieure, une bride radiale 40 dirigée vers l'extérieur, formant une butée pour l'extrémité intérieure de l'ensemble 21. Les faces d'embrayage 30 et 31 sont situées plus à l'intérieur que la bride 40 et le filetage 26 est prévu sur un organe de rattrapage 41 qui est bloqué de façon étanche sur la douille S9, de sorte qu'il ne peut pas tourner relativement et présente à son extrémité extérieure un évidement non circulaire 42, permettant de recevoir un outil au moyen duqleLon peut faire tourner l'organe de rattrapage 41, la douille 39 et le piston 19 relativement à l'organe de rattrapage 28, après libération d'un dispositif de blocage élastique 43. Le dispositif de blocage 43 est calé sur le piston 19 et est muni d'une série de doigts 44 espacés angulairement et logés de façon détachable dans des encoches 45 de 1' extrémité extérieure de la pince 1. Pour le freinage de service normal, on met sous pression le cylindre 10 et le piston 9 avance dans l'alésage, l'organe de rattrapage 28 tournant relativement à 1' organe de rattrapage fixe relativement 45, de manière à accroître la longueur effective d'un ensemble d'entretoisement comprenant ltor- gane de rattrapage 28 et l'organe de rattrapage 41 décrits. Pendant le mouvement, l'ensemble 21 est maintenu à l'état comprimé par la douille 39 par suite de la pression appliquée au piston 19. Lorsqu'on relache la pression hydraulique qui agit sur le piston 19 et une fois que la pression du cylindre 10 a été reltchée, l'énergie emmagasinée dans les rondelles Belleville se libère, en augmentant la longueur effective de l'ensemble 21 qui agit sur le piston par l'intermédiaire de la bague élastique 34, de la cuvette de butée 33 et du roulement à aiguilles 35. La structure et le fonctionnement du frein de la figure 3 sont par ailleurs les mêmes que pour le frein des figures 1 et 2 et des références correspondantes désignent des parties homologue. Dans le frein représenté sur la figure 4, les moyens d'actionnement 8 et les moyens d'actionnement 13 sont tous deux incorporés en série dans la même branche de la pince 1, les moyens d'actionnement 13 étant situés plus à l'extérieur que les moyens d'actionnement 8. Dans cette structure, le chapeau d'extrémité 32 est guidé de manière à coulisser dans un prolongement 46 de l'alésage 10 qui a un diamètre réduit, de sorte que les moyens d'actionnement 13 peuvent agir par l'intermédiaire des moyens d'actionnement 8 pour appliquer le frein. Le chapeau 32 est aussi calé de telle sorte qu'il ne peut pas tourner dans l'alésage. Une bride radiale 47 du chapeau 32 peut s'appliquer contre une butée constituée par un épaulement 48, situé au gradin de diamètre entre les alésages 46 et 10, de manière à fournir une réaction qui s'oppose au mouvement du chapeau 32 vers 11 extérieur quand le cylindre 10 est mis sous pression pour le freinage de service normal. La tige 16 est alésée longitudinalement en 48, de manière à donner accès à la vis 35 qui est allongée et le diamètre de la tette 15 est notablement réduit. Par ailleurs, la structure et le fonctionnement du frein de la figure 4 sont les mêmes que pour les figures 1 et 2 et des références correspondantes désignent des parties homologues. Dans la construction modifiée représentée sur la figure 5, l'ensemble 21 de rondelles Belleville est situé plus à ltextérieur que le piston 19 et est maintenu comprimé par une pression hydraulique appliquée à une chambre 49, définie entre le piston 19 et la paroi terminale intérieure adjacente de la pince 1. IuvENDIOÂTI0NB 1. Frein à disque pour véhicules, du genre dans lequel des ensembles de patin de friction, destinés à coopérer avec des faces opposées d'un disque rotatif, sont montés dans une pince ou étrier qui chevauche le bord périphérique du disque et dans lequel un ensemble de patin de friction est directement appliqué contre une face du disque par des moyens d'actionnement logés dans une branche adjacente de la pince, l'autre ensemble de patin de friction étant appliqué contre la face opposée du disque par la réaction des moyens d'actionnement, les moyens d'actionnement destinés au freinage de service normal comprenant un piston agissant dans un cylindre hydraulique placé dans une branche de la pince et l'une des branches comportant des moyens auxiliaires d'actionnement comprenant un ensemble d'actionnement, caractérisé en ce que ce dernier est formé de rondelles -Belleville ou similaires qui sont normalement maintenues comprimées par une pression hydraulique, l'énergie emmagasinée dans les rondelles se libérant pour appliquer le frein en cas de relachement de la pression hydraulique, et que des moyens de rattrapage automatique de jeu sont incorporés pour maintenir les jeux de freinage dans les limites de compression et d'extension du dit ensemble d'actionnement. 2. Frein selon la revendication i, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement principaux et ceux auxiliaires sont situés dans des branches opposées de la pince. 3. Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens principaux d'actionnement et les moyens auxiliaires d'actionnement sont placés en parallèle dans la même branche, les rondelles étant logées à l'intérieur du piston et maintenues comprimées par un organe de serrage actionné par piston, sur lequel les rondelles sont montées. 4. Frein selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens principaux d'actionnement et les moyens auxi liaires d'actionnement sont montés en série dans 1 & même branche, les rondelles agissant par l'intermédiaire du piston pour appliquer le frein0 5. Frein selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de rattrapage sont incorporés dans les moyens principaux d'actionnement et sont réglables sous effet du fonctionnement de ceux-ci. 6. Frein selon l'une des revendications 1 a' 5, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de dépassement manuel permettant de dépasser l'action des moyens de rattrapage pour relâcher le frein en cas de défaillance de la pression hydraulique qui maintient normalement les rondelles à l'étant de compression. 7. Frein selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de rattrapage comprennent un organe de rattrapage vissé à un autre organe de rattrapage de manière à définir un entretoisement dont la longueur effective est réglable, une face d'embrayage prévue sur le premier organe de rattrapage et destinée à s'appliquer contre une face d'embrayage complémentaire d'un organe de réaction, et une butée prévue sur l'organe de réaction et limitant le mouvement du premier organe de rattrapage avec le deuxième, lors de l'application du frein, le premier tournant relativement au deuxième au delà de cette limite, de manière à accroître la longueur effective de itentretoisement, ce qui fait que, lorsqu'on relâche le frein, le piston revient à une position rétractée en avance d'une position rétractée précédente et définie par l'application mutuelle des faces d'embrayage. 8. Frein selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une vis vissée à travers 11 organe de réaction peut coopérer par son extrémité intérieure avec le premier organe de rattrapage de manière à maintenir les faces d'embrayage hors de coopération, après quoi on peut revisser cet organe pour diminuer la longueur effective de ltentretoisement~lorsque la pression hydraulique est relâchée dans le cylindre hydraulique et que 11 énergie emmagasinée dans les rondelles se libère. 9. Frein selon la revendication 8, caractérisé en ce que la vis présente,à son extrémité intérieure, une pointe sur laquelle peut tourner le premier organe de rattrapage et que la pointe peut s'engager dans un évidement complémentaire d'un élément trempé rapporté de l'organe de rattrapage. 10. Frein selon l'une des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que le deuxième organe de rattrapage fait corps avec l'organe de serrage actionné par piston, de manière à main- tenir les rondelles à l'état comprimé et que 11 organe de réaction èst constitué par le piston, l'organe de serrage étant calé relativement à la pince et empêché de tourner relativement par des moyens de calage qui peuvent titre libérés manuellement, après quoi on peut dévisser le deuxième organe de rattrapage relativement au premier pour diminuer la longueur effective de l'entre- toisement qu'ils constituent.