Brevet FR2259736A1 — publié le 19750829

La présente invention se rapporte à une mlchoire de frein, notannent a une mâchoire prévue pour un frein de véhicule ferrovialre dans Lequel une mâchoire de type patin qui porte un surface de freinage attaque un rail ou une autre surface de glissement non solidaire du véhi cule, et où la surface de freinage de la mâchoire est revêtue d'une garniture.de friction.La mâchoire de frein suivant l'invention est principalement appropriée pour les freins des véhicules ciculant sur des voies monorails, sur des voies à coussin magnétique, etc., c'est-å-dire aux freins compor tant des mâchoires qui se rapprochent l'une de l'autre pour le freinage et attaquent deux côtés opposés d'un rail qui s'étend le long de la voie sur laquelle le véhicule circule. On se heurte en particulier dans ce cas à la difficulte consistant en ce que les rails ou autres surfaces de glissement que les mâchoires de frein sont destinées d attaquer ne sont pas toujours absolument plans et ne se trouvent pas toujours exactement dans le plan des surfaces de freinage des deux mâchoires. Il en résulte qu'il est nécessaire de donner une certaine liberté de mouvement compensateur aux surfaces de freinage des mâchoires. Cette liberté peut être obtenue, par exemple en montant l'ensemble du frein avec un certain jeu; malheureusement, d'une part, ce montage implique un accroissement du prix de revient de construction et, d'autre part, il augmente considérablement le risque de pannes du dispositif.Par ailleurs, il convient de tenir compte du fait que ces freins sont prévus spécialement pour des véhicules destinés à atteindre des vitesses très élevées, de sorte qu'ils doivent titre capables de développer une tres grande puissance de freinage. L'invention vise donc à réaliser les mâchoires d'un tel frein de manie que, même lorsque le frein est monté dans une position relativement fixe sur le vé.licule, les irrégularités ou défauts équivalents de la surface de glissement puissent être compensés dans une mesure suffisante pour les cas habituels, pour améliorer l'efficacité du freinage. En meme temps, l'invention vise à maintenir le prix de revient de construction à un niveau aussi bas que possible. Suivant l'Xnvention, ce problème est résolu, dans une mâchoire de frein ou un frein du type mentionné au début du présent mémoire, par le fait que la garniture de friction est subdivisée en plusieurs plaquettes régulièrement réparties sur la surface de freinage, qui sont montées sur la machoire de frein de manière à pouvoir se déplacer indépendamment les unes des autres sur une petite distance dans le sens de la mobilité de la m choire et cbacuneensurmontant l'action d'tin ressort qui tend à écarter la plaquette de la surface de freinage. L'invention est donc basée sur le principe consistant à diviser lagarniture de freia ou ganlure de iricticn, montée sur la surface de freinage de la mâchoire, et qui est habituellement d'une seule pièce, en plusieurs plaquettes plus petites et a donner à chacune des plaquettes la possibilité de se déplacer par rapport a la surface de freinage sur une petite course dans le sens de la mobilité de la machoire de frein. Cette caractéristique apporte d'une façon extrêmement simple la possiblité de compenser les éventuels défauts de planéité.Si les ressorts qui tendent à repousser les plaquettes en les éloignant de la surface de freinage sont suffisamment forts, par exemple s'ils sont constitués par des rondelles Belleville, cette construction permet par ailleurs d'obtenir avec certitude l'effet de freinage voulu. Une autre caractéristique d'une forme particulière de réalisation de l'invention, qui est particulièrement avantageuse, et qui consiste à munir chaque plaquette d'un ressort, contribue également à assurer le développement de l'effet de freinage car, dans ce cas, la force qui agit sur chaque plaquette est particulièrement grande. Suivant une autre caractéristique de l'invention, et en vue de stabiliser les plaquettes de la garniture de friction, les plaquettes de la garniture sont rivetées une à une sur une plaque support qui prend elle-mame appui élastiquement sur la màchoire, c'est-à-dire que ces plaquettes sont fixées rigidement à la plaque support.A cet effet, il est particulièrement avantageux que chacune des plaques supports soit fixée, à peu près au centre de la lamelle, au moyen d'un goujon fixé à la mâchoire et comprenant une embase qui prend appui sur la surface de freinage, ce goujon présentant une tête logée dans une empreinte de la plaque support, et portant un ressort de compression interposé entre la surface de freinage et la plaque support, la -prof ondeur de l'empreinte étant supérieure à la hauteur de la tête de goujon d'une valeur égale au jeu-que l'on veut donner à la plaque support. Suivant une forme de réalisation préférée, le goujon est constitué par une vis qui est entourée par une douille constituant ladite embase, et qui présente, dans la région de la tête de la vis, un bourrelet extérieur qui prend appui dans ladite empreinte de la plaque support. Les ressorts de compression peuvent être constitués par des rondelles élastiques du type des rondelles Belleville, qui entourent lesdits goujons et prennent appui dans des cavités ménagées dans la surface de freinage. Le mode de fixation des plaquettes sur les- mêchoires de frein qui a été décrit ci-dessus est particulièrement avantageux parce qu'il permet d'obtenir avec une faible dépense de moyens techniques une fixation fiable des plaquettes et en même temps la stabilisation de ces dernières, tout en leur laissant la liberté de mouvement nécessaire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, et en vue de permettre, d'une part de monter les plaques supports après le rivetage des plaquettes et, d'autre part, d'utiliser dans la plus grande mesure possible l'aire de surface de freinage disponible, chaque plaquette présente dans la région de la tête de la vis un trou par ou on peut enfiler un outil au moyen duquel on peut visser la vis. Ce trou peut naturellement être beaucoup plus petit que l'ouverture qui serait nécessaire Si l'on voulait- enfiler la tête de la vis à travers cette ouverture. En même temps, la présence d'un petit trou présente un avantage en ce sens que, lorsque les plaquettes sont rivetées sur la plaque support, les vis qui ont été préalablement montées dans les trous des plaques supports sont prisonnières, ce qui supprime le risque de perte. Dans le cas de garnitures frittées, les vis et leurs douilles peuvent être montées dans les trous de la plaque support avant le frittage. Si chacune des plaques supports est fixée séparément à la mtchoire, il est naturellement nécessaire de prévoir un moyen pour empêcher les plaquettes de tourner. Suivant une autre caractéristiques, on peut supprimer la nécessité de prévoir les moyens de blocage en rotation en montant plusieurs plaquettes sur une plaque support commune. Dans une forme extrêmement avantageuse, la plaque support est constituée par une plaque métallique présentant en plan une forme sinueuse et dans laquelle sont ménagées des fentes qui partent alternativement de deux bords opposés de cette plaque support et s'étendent sur plus de la moitié de la largeur, les fentes cotncidant avec les emplacements des joints entre plaquettes voisines. Dans une forme de réalisation préférée les fentes s'étendent transversalement à la direction du déplacement de la garniture de friction par rapport au rail ou équivalent et la longueur de ces fentes est à peu près égale aux 2/3 de la largeur totale de la plaque métallique. Par ailleurs, il est avantageux que les dimensions des plaquettes et la longueur et la position des fentes soient choisies de manière que les extrémités des fentes se trouvent dans les régions des intersections entre les joints longitudinaux et es joints transversaux formés entre les plaquettes. L'utilisation d'une telle plaque support métallique sinueuse, qui recouvre en général la totalité de la surface de freinage de la mâchoire, apporte surtout des avantages pour le montage puisque la fixation de la garniture de friction peut steffectuer en une seule opération pour toute la mSchoire de freinage. Par ailleurs, un avantage extrêmement important consiste en ce qu'une telle plaque support métallique assure une très bonne stabilisation des plaquettes de la garniture de friction à l'encontre de tous les déplacements latéraux qui pourraient être préjudiciables à l'effet de freinage.Toutefois, la présence des fentes transversales donne aux plaquettes une mobilité suffisante dans la direction perpendiculaire à la surface de glissement pour permettre aux plaquettes de la garniture de fric- tion de s'adapter parfaitement à cette surface. L'application de l'invention apporte encore d'autres avantages, notamment en ce qui concerne la compensation des contraintes et dilatations thermiques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue de dessus très schématisée de la surface de freinage d'une mâchoire de frein; - la figure 2 est une coupe de la mâchoire de frein suivant une ligne brisée longitudinale, c'est-à-dire prise dans le sens du mouvement de frein par rapport au rail; - la figure 3 est une coupe de la mâchoire de frein de la figure l qui correspond sensiblement à la figure 2. La mâchoire de frein représentée sur les dessins fait partie d'un frein dans lequel deux mâchoires analogues forment la barre transversale d'un corps présentant la forme approximative d'un T et dans lequel deux corps en T sont emboités l'un dans l'autre de manière que les machoires attaquent les deux faces d'un rail ou équivalent en se rapprochant l'une de l'autre. Pour cette raison, la mâchoire 1 est composée de plusieurs segments 2 reliés entre eux (figure 2).Un sur deux des segments 2 est relié à ure barre de guidage 3 .-u 3 qui terme 1: tige verticale du T, une barre de guidage 3 d'une @@@re de machoîres aiterraat avec a harre de guidage 3' de la paire de machoîres qui attaque l'autre face du rail on équivalent. Cette particularité ressort clairement de d'examen des figures I et 3. Toutefois, il n'eut pas nécessaire d'en drrr.:-r une explicat7(r plus complète parce que la constitution particulière du frein nta aucune corrélation avec l'invention; au contraire, la mâchoire de frein suivant l'invention peut être utilisée pratiquement pour tous les freins dans lesquels ure surface de freinage relativement grande coopère avec une surface de glissement, par exemple avec un rail. La figure 1 montre que, dans l'exemple de réalisation représente, la garniture de friction 4 est divisée en quinze plaquettes5 disposees en trois Eiles ou colonnes de cinq plaquettes. La vue en plan de la figure I ne représente que trois plaquettes, les douze autres étant uniquement indiquées en traits mixtes. Dans la forme de réalisation représentée, toutes les plaquettes 5 de la garniture de friction 4 sont fixées sur une plaque support commune 6 et, comme le montre la figure 3, chaque plaquette est fixée au moyen de deux rivets 7. Ces rivets sont naturellement noyés aussi bien dans la plaque support -6 que dans les lamelles 5. Pour donner aux plaquettes 5 une liberté de mouvement suffisante parallèlement au sens de la mobilité de la mâchoire, ctest-à-dire parallèlement aux mouvements de serrage ou de désserrage du frein, chaque plaquette est munie d'une suspension élastique indépendante. La constitution exacte de cette sus pension sera décrite dans la suite.Par ailleurs; et comme on le voit en particulier sur les figures I et 2, la plaque support 6 est divisée par des fentes 8 qui s'étendent transversalement à la direction du mouvement de la mâchoire 1 par rapport au rail ou équivalent, de sorte que l'on obtient un corps sinueux. La dispositiJa des fentes 8 est telle que ces fentes se trouvent à peu près dans la région des joints transversaux 9 et séparent les rangées successives de plaquettes 5 dans la direction longitudinale. On obtient par ce moyen une liberté de déplacement relatif entre les plaquettes qui se succèdent dans la direction longitudinale. Par ailleurs, la longueur des fentes est choisie de manière que ces fentes se terminent aux points i0 d'intersection entre les joints transversaux 9 et les joints Longitudinaux 11. Pour éviter que la plaque ne se fissure ou ne subisse de détérioration dans la région des extrémités 10 des fentes, ces fentes sont élargies à lear extrémité suivant la technique universellement connue. Pour assurer à la plaque support une liberté de mouvement suffisante, la longueur des fentes doit représenter au moins les 2/3 de la largeur totale de la garniture de friction 4 ou de la plaque support 6, comme c'est le cas dans lieeemple de ralistion représente. La plant support 6 est une plaque métallique qui présente une solidité suffisante, et qui est genéralement une plaque de fer ou d'acier. Pour la suspension élastique individuelle des plaquettes 5 de la garniture de friction 4, on utilise la disposition représentée pour la plaquette de gauche sur la figure 3 et pour la plaquette inférieure sur la figure 2. Comme le montrent les figures 2 et 3, on prévoit pour la fixation de la plaque support-6 une vis 12 visséedans la mâchoire de frein 1 à peu près au centre de chacune des plaquettes 5 Cette vis 12, dont la tête 13 se loge dans lm fraisage 14 de la plaque support 6, presse une douille 15 contre le fond 16 d'une cavité 17 ménagée dans la mâchoire .1 La douille 15 présente à son extrémité supérieure un bourrelet 18 qui retient la plaque support dans la cavité 14, de sorte que, lorsque Je vis 12 est vissée, la plaque-support ne peut pas se détacher de la mâchoire 1 mais qu'il subsiste un certain jeu 19 entre la surface de freinage 20 dé la mâchoire 1 et la plaque support 6, comme on peut le voir sur les figures 2 et 3. Dans l'exemple de réalisation représenté, des rondelles élastiques (du type des rondelles Belleville) opposées par leurs faces bombées sont interposées entre le fond 16 de la cavité 17 et la surface 21 de la plaque support 6 qui est dirigée vers la surface de freinage 20 de la mâchoire 1. Ces rondelles maintiennent la plaque support 6, qui porte les plaquettes 5, à un certain écartement de la surface de freinage 20 de la mâchoire de frein 1, lorsque le frein n'est pas serré. Le dessin montre C-galemenL que je diamètre de ia te te 13 de la vis, notamment le diametre du bourrelet 18, est supérieur au diamètre du trou 23 percé au centre de chaque plaquette. Ce trou 23 a un diamètre limité à celui qui est necessaire pour permettre d'enfiler un outil au moyen duquel on peut visser la vis 12 dans le trou fileté 24 de la mSchoire 1. A cet effet, la tête 13 de la vis peut présenter une empreinte ~six pans 25. Le montage de la garniture de friction sur une mâchoire de frein suivant l'invention s'effectue de la façon suivante. Tout d'abord, on met la vis 12 munie de la douille 15 en place dans le fraisage 14 correspondant, la plaque support 6 présentant au moins un fraisage 14-pour chaque plaquette 5 de la garniture de friction 4. Ensuite, on fixe la plaquette correspondante 5 de la garniture de friction au moyen des rivets 7. A partir de ce moment la vis 12 et la douille 15 correspondante sont prisonnières et ne risquent plus de tomber. On répète cette opération pour toutes les plaquettes 5 de la garniture de friction 4. Lorsque toutes les plaquettes 5 ont été rivetées, on enfile les rondelles élastiques sur les vis 12 munies de leur douille 15, ou bien on les met en place dans les cavités 17 de la mâchoire de frein. Ensuite, on peut monter la plaque suport 6 avec toutes ses plaquettes 5 sur la mâchoire 1 et la fixer à cette mâchoire par vissage successif et progressif des vis 12. Pour changer la garniture de friction, il suffit de monter de la même façon une nouvelle plaque support munie de plaquette 5, le vissage et le dévissage s'effectuant très facilement grâce à la forme particulière de construction suivant l'invention. Du fait de la configuration particulière sinueuse de la plaque support, les diverses plaquettes 5 de la garniture de friction 4 sont suffisamment libres de se déplacer les unes par rapport aux autres pour que la suspension indépendante des plaquettes 5 puisse intervenir dans une mesure suffisante. Naturellement, au lieu de monter toutes les plaquettes 5 sur une seule et même plaque support 6 il serait également possible de les répartir sur plusieurs plaques supports. Par exemple, on pourrait monter uniquement les plaquettes d'une rangée sur une plaque support commune, c'est-à-dire que, par exemple, les fentes 8 pourraient s'étendre sur toute la largeur de la surface de freinage 20. Ainsiaqufil ressort du dessin, les arêtes extérieures 26 des plaquettes extérieures 5 sont chanfreinées, ceci afin de permettre à la garniture de friction de monter sur les bosses de la surface de glissement, même si ces dernières sont accentuées. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION S 1. Mâchoire de frein pour frein, notamment pour un frein de véhicule circulant sur rail dans lequel au moins une mâchoire de frein portant une surface de freinage attaque un rail ou autre surface de glissement non solidaire du véhicule et où la surface de freinage est revêtue d'une garniture de friction, cette mâchoire étant caractérisée en ce que la garniture de friction est subdivisée en plusieurs plaquettes régulièrement réparties sur la surface de freinage, qui sont montées sur la machotre de frein de manière à pouvoir se déplacer indépendamment les unes des autres sur une petite distance dans le sens des mouvements de desserrage et de serrage de la mâchoire et chacune en surmontant l'action d'un ressort qui tend à écarter la plaquette de la surface de freinage. 2. M2choire de frein selon la revendication l, carac- térisée en ce que les plaquettes de la garniture sont rivetées une à une sur une plaque support qui prend elle-mEme élastiquement appui sur la mâchoire. 3. Mâchoire selon la revendication 1 ou 2, carag- térisée en ce qu'un ressort est associé à chaque plaquette. 4. sachoire de frein selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chacune des plaques supports est fixée, à peu près au centre de la lamelle, au moyen d'un goujon fixé à la mflchoire et comprenant une embase qui prend appui sur la surface de freinage, ce goujon présentant une tête logée dans une empreinte de la plaque support, et portant un ressort de compression interposé entre la surface de freinage et la plaque support, la profondeur de l'empreinte étant supérieure à la hauteur de la tête du goujon d'une valeur égale au jeu que l'on veut donner à la plaque support. 5. Mâchoire de frein selon la revendication 4, carac térisée en ce que le goujon est constitué par une vis qui est entourée par une douille constituant ladite embase, et qui présente, dans la région de la tête de la vis, un bourrelet extérieur qui prend appui dans ladite empreinte de la plaque support. 6. Mgchoire de frein selon revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les ressorts de compression sont constitués par des rondelles élastiques du type des rondelles Belleville, qui entourent lesdits goujons et prennent appui dans des cavités ménagées dans la surface de freinage. ,. 'Achoire de frein selon La revendication 5, caractérisée en ce que chaque plaquette présente dans la région de la tête de la vis un trou par Qu on peut enfileur un outil au moyen duquel on peut visser la vis 8. Rlchoire de frein selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce qu'une même plaque support porte plusieurs plaquettes. 9. Mâchoire de frein selon la revendication 8, caractérisée en ce que la plaque support est constituée par une plaque métallique présentant en plan une forme sinueuse et dans laquelle sont ménagées des fentes qui partent alternativement de deux bords opposés de cette plaque et s'étendent sur plus de la moitié de la largeur, les fentes cotncidant avec les emplacements des joints entre plaquettes voisines. 10. Mâchoire de frein selon la revendication 9, caractérisée en ce que les fentes s'étendent transversalement à la direction du déplacement de la garniture de friction par rapport au rail ou équivalent et en ce que la longueur de ces fentes est à peu près égale aux 2/3 de la largeur totale de la plaque métallique. Il. M2choire de frein selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que les extrémités des fentes coïncident avec des régions d'intersection entre les joints longitudinaux et les joints transversaux entre plaquettes. Machoire de frein selon la revendication 11, caractérisée en ce que les extrémités des fentes débouchent dans des évidements élargis.