Brevet FR2252239A1 — publié le 19750620

La présente invention concerne un frein pour véhicules circulant sur un ou plusieurs rails, comprenant deux mâchoires de frein montées de manière qu'elles puissent s'approcher et s'écarter l'une de autre et commandes par au moins un cylindre hydraulique de frein ou un organe ana logue, qui présentent chacune deux surfaces de freinage situées de part et d'autre dlune zone longitudinale au milieu du frein, chaque surface de freinage d'une machoire étant dirigée vers une surface de freinage correspondante de l'autre mâchoire et chacune des deux paires de surfaces de freinage opposées ainsi formées étant susceptible d'entre serrée sur deux surfaces opposées d'un rail orienté parallèlement à ladite zone longitudinale du frein, cette zone contenant ledit cylindre ainsi que des éléments pour le guidage mutuel des mâchoires. Le frein selon l'invention est applicable de préférence, mais non pas exclusivement, aux véhicules portés et guidés par des forces électromagnétiques engendrées par des moteurs linéaires sur des voies généralement suspendues et à monorail conçues pour le trafic de banlieu par exemple. Les voies de ce type en particulier posent des problèmes pour le montage des freins, incorporés généralement dans une paroi latérale du véhicule autour d'un évidement pour le passage du rail, sur lequel ils doivent etre serrés lors du freinage, en raison-de la varlation de la position relative du frein et du rail pendant la marche. Suivant le tracé des rails et la position des aiguillages, le rail sur lequel agit le frein se trouve partiellement à l'intérieur partiellement Bl'extérieur du véhicule par rapport au frein. Un frein comme défini au début a déjà été proposé pour de telles applications.En cas d'utilisation de machoires uniformes, attaquant le rail de différents côtés suivant la position du rail par rapport au frein comme c'est le cas dans un frein du type défini au delJut, les mâchoires susceptibles de s'approcher ou de s s'écarter l'une de l'auLr- ou les porte-mAchoire du frein subissent une charge très inégale, ce qui provoque la mise en biais des guides pour les parties mobiles si des mesures particulières n ntont pas été prises pour l'eviter.Une telle mise en biais des parties mobiles peut bien entendu entraîner le coincement et la défaillance du frein L'objet de l'invention est un frein du type défini au début, mais qui fonctionne d'une part de façon fiable, c'est-à-dire qui ne risque pas de se mettre en- biais ou de se bloquer, meme lorsque la charge est très inégale, gracie à un excellent guidage mutuel des mâchoires, et qui est d'autre part suffisamment robuste pour qu'il convienne également aux véhicules lourds et destinés à circuler à des vitesses élevées. Selon l'invention, un frein du type défini àu début est à cet effet caractérisé en ce que les deux machoires sont chacune composées de lamelles sensiblement identiques et à peu près en forme de T qui se suivent dans le sens de la longueur du frein et dont les barres transversales, formant les surfaces de freinage par leurs faces intérieures, ont une épaisseur, dans le sens de la longueur du frein, qui est le double de l'épaisseur de la barre médiane ou verticale de chaque lamelle en T, les barres médianes des lamelles en T de chaque mâchoire étant disposées coulissantes par leurs extrémités libres dans des évidements ménagés dans les barres transversales des lamelles en T de l'autre mâchoire Les machoires d'un frein selon l'invention sont donc composées d'éléments sensiblement identiques, les lamelles en T, et les deux mâchoires sont en quelque sorte imbriquées l'une dans l'autre par les barres médianes de ces lamelles. Un avantage primordial apporté par cette construction est que le frein est doté d'une stabilité et d'une robustesse très élevées, par des moyens relativement simples.En raison du grand nombre des barres médianes, pouvant etre considérées comme des éléments de guidage, cette construction assure en outre un excellent guidage mutuel sur toute la longueur des mâchoires, ce qui exclut la mise en biais et ce qui assure le fonctionnement fiable du frein, meme lorsque les charges sont tres élevées. La réalisation des mâchoires à partir de lamelles en T qui sont sensiblement identiques apporte en outre l'avantage que le frein peut etre adapté aux applications les plus diverses par le simple changement du nombre des lamelles. Grâce à la réalisation d'un frein selon l'invention, les mâchoires sont guidées et empêchées de se mettre en biais d'une manière très efficace,-le frein présente une stabilité et une robustesse qui sont très élevées eut , qui résistent parfaitement aux charges les plus élevées, et le frein peut etre adapté aux applications les plus diverses sans que cela implique une modification de son principe de construction. ta construction du frein peut encore etre simplifiée davantage lorsque les lamelles formant ensemble les machoires se composent chacune d'une pièce principale en T et de deux pièces d'espacement qui sont disposées sur l'un des cotés de la barre transversale de la pièce principale, de part et d'autre de la barre médiane de la pièce principale en T, et dont l'épaisseur est à peu près la meme que l'épaisseur de la pièce principale. La réalisation des lamelles en T est ainsi simplifiée. La réalisation des mâchoires à partir de lamelles permet en outre un montage très simple du ou des cylindres hydrauliques ou d'autres dispositifs prévus pour la commande du frein Lorsque, pour les modes de réalisation décrits ci-après, il est seulement question d'un cylindre, il va de soi que deux ou davantage de cylindres peuvent etre utilisés à la place dtun seul. Le montage du cylindre entre les deux machoire s'effectue avantageusement au moyen d'au moins deux pièces d'assemblage disposées chacune entre les lamelles successives d'une mâchoire au niveau des barres transversales et recevant chacune une extrémité du cylindre pour la commande du frein, de manière qu'une telle pièce d'assemblage prenne la place de la barre transversale d'une ou de plusieurs lamelles et que le cylindre prenne la plaque de la barre médiane de ces lamelles. Selon une autre caractéristique de l'invention, toutes les barres transversales, pièces d'espacement. et pièces d'assemblage d'une même mâchoire sont solidement reliées les-une aux autres, par exemple par soudage, ce qui augmente encore la stabilité. Les cylindres hydrauliques sont avantageusement montés de manière que la tige de piston attaque l'une des mâchoires, tandis que le corps de cylindre est relié à l'autre mâchoire. Il s'est avéré avantageux ~de prévoir dans la liaison entre la tige de piston et une pièce d'assemblage, ainsi que dans la liaison entre le corps de cylindre et une pièce d'assemblage5 une calotte solidarisée de la tige de piston ou du corps de cylindre et s'appuyant sur une surface d'appui sphérique prévue dans la pièce d'assemblage correspondante. afin de permettre ainsi un certain mouvement de compensation, pour autant que le guidage assuré par les barres médianes des lamelles en T admet un tel mouvement. Pour simplifier encore davantage la réalisation du frein, chaque cylindre hydraulique peut attaquer les mâchoires librement et etre prévu seulement pour le serrage du frein, l'écartement des mâchoires l'une par rapport à l'autre et par rapport au rail étant assuré par des ressorts ou d'autres moyens élastiques. Cet écartement des mâchoires peut etre produit d'une manière particulièrement simple par un ressort de pression hélicoïdal disposé entre les mâchoires autour de la tige de piston du cylindre hydraulique. Il n'est pas nécessaire de prévoir des éléments de montage particuliers pour un tel ressort. tes mâchoires peuvent être montées mobiles sur le véhicule de nombreuses manières différentes L'invention prévoit un mode de montage particulièrement avantageux selon lequel les deux mâchoires et le ou les cylindres hydrauliques sont montés librement dans un support de frein destiné è etre fixé sur le véhicule et comprenant quatre glissières longitudinales recouvrant les zones des arêtes longitudinales des mâchoires sur les cotés extérieurs opposés et sur le côté situé à l'opposé de l'autre mâchoire, ainsi que des butées aux extrémités de ces glissières.Selon l'invention, le support du frein est avantageusement formé d'une cage cubique composée de quatre cornières formant les quatre glissières longitudinales, qui sont reliées les unes aux autres aux extrémités, c'est-à-dire à l'avant et à l'arrière de la cage, par des traverses disposées à peu près parallèlement à la barre transversale des lamelles, ainsi que par une entretoise àl'avant de la cage et une entretoise à l'arrière, ces deux entretoises étant disposées parallèlement aux barres médianes des lamelles on T et étant utilisées de préférence pour la fixation du support de frein sur le véhicule. Un tel support, notamment s'il a la forme d'une cage cubique, peut etre réalisé facilement et peut etre adapté sans difficultés à des mâchoires d'une grande variéte de formes et de dimensions.Malgré cette facilité d'adaptation, une telle cage assure un bon guidage des mâchoires et une liberté de mouvement suffisante de celles-ci. Enfin, le montage sur le véhicule d'un tel support de frein en forme de cage ne pose aucune difficulté. En cas d'utilisation d'un tel support de frein il est avantageux que les mâchoires présentent, dans la zone des glissières longitudinales du support, au moins sur les côtés situés à l'opposé de l'autre mâchoire, un évidement pour la réception de ia partie correspondante des glissières longitudinales car cela permet de diminuer la hauteur hors tout ou d'obtenir, pour la meme hauteur hors tout, une plus grande mobilité pour les mâchoires. Pour augmenter encore la fiabilité et pour assurer en particulier la mobilité parfaite des mâchoires5 il est avantageux de doter les surfaces de glissement entre les deux mâchoires de frein èt, éventuellement, entre le support et les mâchoires, d'un rev & ement antifriction qui est formé de préférence par un revetement en matière synthétique. Il est enfin dans le cadre de l'invention de munir les mâchoires d'éléments amortisseurs, par exemple d'amortisseurs en caoutchouc, situés dans la zone des glissières longitudinales et coopérant avec celleci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention - les avantages qui sont évidents pour l'homme de l'art connaissant l'état actuel de la technique tétant pas mentionnés expressément - ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés sur lesquels - la figure I est une vue en perspective et en partie éclatée d'un frein selon l'invention; - la.figure 2 est une vue en perspective de deux lamelles en T faisant chacune partie d'une des mâchoires; - la figure 3 est une vue en plan du frein, prise dans le sens de la flèche III sur la figure 4; - la figure 4 est une coupe longitudinale du frein, prise suivant la ligne IV-IV de la figure 3; et - la figure 5 est une coupe transversale du frein, la moitié gauche du frein étant représentée en position desserrée et la moitié droite étant représentée en position serrée. Comme le montrent les dessins annexés sur les figures 1, 4 et en particulier sur la figure 5, le frein de l'exemple de réalisation représenté comprend deux mâchoires I et 2 disposées à peu près parallèlement l'une par rapport à l'autre et susceptibles de s'approcher et s'écarteur l'une de l'autre. Par leurs faces intérieures 4 et 5, portant chacune des garnitures de frein 3, elles peuvent être serrés sur un rail-induit 6 disposé à peu près horizontalement. Il est à noter que les garnitures de frein 3 sont seulement visibles sur la figure 5. Celle-ci montre également les différentes positions quepeut occuper le rail-induit 6 par rapport à l'ensemble du frein.La figure 5 montre que ce rail peut etre situé à gauche ou à droite de ltaxe 7 et qu'il peut en outre se trouver à différentes distances de cet axe, ce qui explique pourquoi le parfait guidage mutuel des mâchoires I et 2 est de la plus haute importance. Le railinduit 6 ne peut cependant pas se trouver dans la zone- longitudinale du frein au milieu de laquelle passe l'axe 7. Pour que le frein soit aussi stable que possible et pour que les mâchoires 1, 2 soient néanmoins guidées de façon parfaite lors de la manoeuvre du frein, c'est-à-dire lorsque les mâchoires l, 2 sont rapprochées ou écartées l'une de l'autre, chacune des mâchoires se compose essentiellement d'un certain nombre de lamelles en T 9 ou 10 qui se suivent dans le sens de la longueur indiquée par la flèche 8 sur la figure 1. La -figure 2 montre une lamelle 9 de la mâchoire l représentée en haut sur la figure l et une lamelle lO-de la mâchoire 2 représentée en-bas sur la figure 1.La figure 2 montre clairement que l'épaisseur a (mesurée dans le sens de la longueur du frein) de la barre transversale ll des lamelles en T 9 ou 10 est à peu pres le double de l'épaisseur b de la barre médiane ou verticale 12 des lamelles. La barre transversale Il de chacune des lamelles 9 et lO présente en outre un évidement 13 dans lequel peut coulisser ltextré- mité libre de la barre médiane 12 d'une lamelle 10 ou 9 de l'autre mâchoire. La figure 2 montre en outre que chacune des lamelles 9 et 10 se compose de trois pièces: une pièce principale 14 en T et deux pièces d'espacement 15 disposées sur la barre transversale de la pièce principale 14, de part et d'autre de sa barre médiane 12, et dont l'épaisseur est sensiblement la meme que l'épaisseur de la pièce principale 14. La pièce principale 14 et les deux pièces d'espacement 15 de chaque lamelle sont rigidement reliées les unes aux autres5 par exemple par soudage. Toutes les lamelles 9 ou 10 d'une mâchoire sont en outre reliées rigidement les unes aux autres, également par soudage par exemple. On voit sur les figures 1, 3 et 4 que les deux mâchoires 1, 2 du frein ne se composent pas uniquement de lamelles 9 ou 10. Entre les lamelles sont soudées en outre des pièces d'assemblage 16 dont la forme et les dimensions correspondent à peu près aux barres transversales ll des lamelles et qui sont situées sensiblement en alignement avec celles-ci. Chacune des deux mâchoires 1, 2 du frein représenté à titre d'exemple comprend deux pièces d'assemblage 16. Elles servent au montage de deux cylindres hydrauliques 17 prévus pour la commande du frein. Ces cylindres sont représentés en détail sur la figure 4; comme il s'agit de cylindres conventionnels, il n'est pas nécessaire que leur constitution ainsi que leur fonctionnement soit décrit de façon détaillée. Les deux cylindres 17 sont identiques. Leur tige de piston 18 attaque la pièce d'assemblage 16 dans la mâchoire supérieure 1 par une calotte 19 prévue à l'exrémité de la tige et s'appliquant contre une surface d'appui sphérique dans la pièce d'assemblage. Le corps de cylindre, désigné par 21. attaque l'autre mâchoire 2, plus précisément la pièce d'assemblage 16 de cette mâchoire 2, par une calotte 22 s'appliquant contre une surface d'appui sphérique 23 de la pièce d'assemblage 16. Les cylindres 17 sont à simple effet et produisent seulement les errage du frein, c'est-à-dire l'approche des mâchoires 1 et 2, produite par la traction exercée lors de leur rétraction. Le desserage des freins, c'est-à-dire l'écartement des mâchoires 1 et 2 est produit par des ressorts de pression hélicotdaux 24 agissant directement ou indirectement sur les pièces d'assemblage 16 des deux mâchoires et entourant les tiges de piston 18 des cylindres 17 (figure 4). Des barrettes de retenue 25, 26, vissées sur les mâchoires 1, 2 et retenant les extrémités des tiges de piston 18 ef des corps de cylindre 21, comme représenté sur la figure 4, empechent le détachement involontaire des cylindres hydrauliques 17. Les cylindres 17 sont alimentés en huile hydraulique sous pression, ou en air comprimé, par un tuyau 27. Les figures 1 et 3 à 5 montrent en outre que les deux mâchoires l, 2 du frein sont montées librement dans un support de frein ayant la forme d'une cage qui est désigné dans son ensemble par 28 et qui est le plus clairement visible sur la figure 1. Le support de frein 28 de cet exemple est une cage cubique formée de quatre glissières constituées par quatre cornières 29 orientées longitudinalement, c'est-à-dire dans le sens de la flèche 8, qui sont reliées les unes aux autres, à l'avant et à l'arrière de la cage, par deux traverses 30 orientées à peu près parallèlement aux barres transversales 11 des lamelles, et par une entretoise médiane 31 qui est à peu près alignée avec les barres médianes 12 des lamelles. Comme il ressort en particulier de la figure 5, les cornières 29 recouvrent les aretes longitudinales des mâchoires l, 2 sur les côtés extérieurs opposés 32 ainsi que sur la face supérieure, respectivement 12 face inférieure 33 située sur le c8té opposé de l'autre mâchoire, mais seulement dans la zone du bord de la mâchoire Dans la zone où les cornières 29 recouvrent les faces opposées 33 des mâchoires 2 et 1, les lamelles 10 et 9 formant ces mâchoires présentent des évidements 34 (figures 2 et 5). Les cornières longitudinales 29 portent en regard de ces évidements 34 des amortisseurs en caoutchouc 35 (figures 4 et 5) qui ont pour but d'amortir le choc des mâchoires 1 et 2 contre la cage 28 au moyen du desserrage du frein.Pour que la hauteur totale du frein reste aussi faible que possible, les évidements 34 peuvent etre plus profonds aux endroits où sont situés les amortisseurs en caoutchouc 35. Ces derniers sont fixés sur la cage 28, par exemple au moyen de vis traversant des trous 36 (figure 3) prév-s dans les cornières 29. Les figures 3 et 4 montrent que les entretoises -31 de la cage 28 présentent des trous 37. Ceux-ci servent à la fixation dé la cage 28 sur le véhicule au moyen de boulons ou d'autres éléments de fixation. Pour faciliter la manoeuvre du frein, c'est-à-dire pour dimi nuer le frottement entre les parties mobiles, le frein de l'exemple représenté comprend des revetements antifriction. La figure 5 montre à titre d'exemple l'un de ceux-ci, sous forme d'un revêtement 38 en matière synthétique s'étendant tout au long d'une des ailes des cornières 29. La face extreme intérieure 39 des pièces d'espacement 15 est recouverte de façon analogue d'un revetement 40 en matière synthétique qui est destiné à diminuer le frottement entre ces pièces d'espacement et l'extrémité de la barre médiane 12 de la lamelle en T coulissant dans l'évidement défini par ces deux pièces d'espacement. Le fonctionnement du frein qui vient d'etre décrit ressort clairement de la figure 5, dont la moitié gauche représente le frein à l'état desserré et dont la moitié droite représente le frein à l'état serré. On voit sur la figure 5 que les garnitures 3 des mâchoires 1, 2 sont nettement écartées de la face supérieure et de la face inférieure du rail-induit 6 en position desserrée. lorsque les cylindres 17 sont alimentés en fluide sous pression à travers le tuyau 27, ils se rétractent en tirant l'une vers l'autre les deux mâchoires 1, 2 par une traction transmise par les surfaces d'appui sphériques 20 et 23 des pièces d'assemblage 16. Les mâchoires 1 et 2 s'approchent l'une de l'autre contre la force exercée par les ressorts de pression hélicotdaux 24, jusqu'à ce que les garnitures 3 s'appliquent contre la face supérieure et la face inférieure du railinduit 6 et provoquent ainsi un effet dé freinage qui est fonction de la pression établie dans les cylindres 17.Pendant le freinage, l'énergie de freinage est encaissée par le côté intérieur 41 des traverses 30 et de l'entretoise 31 situées sur le côté arrière du support de frein 28 puisque les deux mâchoires 1, 2 sont pressées pendant un tel freinage contre ce cté intérieur 41. Lorsque le frein doit etre desserré, on diminue ls pression dans les cylindres ou on coupe complètement l'arrivée de fluide sous pression. Les ressorts 24 écartent à ce moment les deux mâchoires 1, 2 l'une de l'autre; la fin de ce mouvement d'écartement est amortie par le fait que les mâchoires 1, 2 heurtent les amortisseurs 35. Il est aisément compréhensible que l'exemple de réalisation représenté et décrit peut etre modifié de nombreuses façon sans sortir du cadre de l'invention. Le nombre des -lamelles notamment peut etre augmenté ou diminué à volonté. De meme, le nombre des cylindres peut etre varié selon les désirs ou les- besoins. Le support du frein pourrait également etre modifié sans difficulté. Il est encore à noter que le montage libre des mâchoires dans le support de frein permet l'adaptation automatique du frein à différentes positions du rail-induit, et rend tout ajustement pratiquement superflu. REVENDICATIONS 1 - Frein pour véhicules circulant sur un ou plusieurs rails, comprenant deux mâchoires de frein montées de manière qu'elles puissent s'approcher et s'écarter l'une de l'autre et commandées par au moins un cylindre hydraulique de frein ou un organe analogue, qui présentent chacune deux surfaces de freinage situées de part et d'autre d'une zone longitudi nale au milieu du frein, chaque surface de freinage d'une mâchoire étant dirigée vers une surface de freinage correspondante de l'autre mâchoire et chacune des deux paires de surfaces de freinage opposées ainsi formées étant susceptible d'étre serrée sur deux surfaces opposées d'un rail orienté parallèlement à ladite zone longitudinale du frein5 cette zone contenant ledit cylindre ainsi que des éléments pour le guidage mutuel des mâchoires, caractérisé en ce que les deux mâchoires sont chacune composées de lamelles sensiblement identiques et à peu près en forme de T qui se suivent dans le sens de la longueur du frein et dont les barres transversales, formant les surfaces de freinage par leurs faces intérieures, ont une épaisseur, dans le sens de la longueur du frein, qui est le double de l'épaisseur de la barre médiane ou verticale de chaque lamelle en T, les barres médianes des lamelles en T de chaque m choire étant disposées coulissantes par leurs extrémités libres dans des évidements ménagés dans les barres transversales des lamelles en T de l'autre -mâchoire 2 - Frein selon la revendication l, caractérisé en ce que les lamelles formant ensemble les mâchoires se composent chacune d'une pièce principale en T et de deux pièces d'espacement qui sont disposées sur l'un des cotés de la barre transversale de la pièce principale, de part et d'autre de la barre médiane de la pièce principale en T, et dont l'épaisseur est à peu près la meme que l'épaisseur de la pièce principale. 3 - Frein selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en -ce que chaque mâchoire comprend au moins une pièce d'assemblage disposée entre deux lamelles successives et sensiblement au niveau des barres transversales des lamelles5 qui est destinée à la fixation sur la mâchoire d'une extré mité d'un cylindre hydraulique ou d'un organe analogue servant à la commande du frein. 4 - Frein selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que toutes les barres transversales des lamelles, toutes les pièces d'écartement et toutes les pièces d'assemblage d'une meme mâchoire sont rigidement reliées les unes aux autres, par exemple par soudage. 5 - Frein selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la liaison entre la tige de piston d'un cylindre et une pièce d'assemblage d'une mâchoire, ainsi que la liaison entre le corps de cylindre et une pièce d'assemblage de l'autre mâchoire comprennent une calotte solidarisée de la tige de piston ou du corps de cylindre et s'appuyant sur une surface d'appui sphérique prévue dans la pièce d'assemblage correspondante. 6 - Frein selon la revendication 5, caractérisé en ee que chaque cylindre attaque les mâchoires -librement et est prévu seulement pour le serrage du frein5 les mâchoires étant normalement écartées l'une de l'autre et du rail par un ou plusieurs ressorts ou d'autres moyens élastiques. 7 - Frein selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux mâchoires et le ou les cylindres hydrauliques sont montés librement dans un support de frein destiné à etre fixé sur le véhicule et comprenant quatre glissières longitudinales recouvrant les zones des arêtes longitudinales des mâchoires sur les côtés extérieurs opposés et sur le côté situé à l'opposé de l'autre mâchoire, ainsi que des butées aux extrémités de ces glissières. 8 - Frein selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support du frein est formé d'une cage cubique composée de quatre cornières formant les quatre glissières longitudinales, qui sont reliées les unes aux autres aux extrémités, c'est-à-dire à l'avant et à l'arrière de la cage, par des traverses disposées à peu près parallèlement à la barre transversale des lamelles, ainsi que par une entretoise à l'avant de la cage et une entretoise à l'arrière5 ces deux entretoises étant disposées parallèlement aux barres médianes des lamelles en T. 9 - Frein selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les mâchoires présentent, dans la zone des glissières longitudinales du support, au moins sur les côtés situés à l'opposé de l'autre mâchoire, un évidement pour la réception de la partie correspondante des glissières longitudinales. 10 - Frein selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les surfaces de glissement entre les deux mâchoires de frein et, éventuellement, entre le support et les mâchoires, sont dotées d'un revetement antifriction. ll - Frein selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les mâchoires sont munies d'éléments amortisseurs, par exemple d'amortisseurs en caoutchouc, situés dans la zone des glissières longitudinales et coopérant avec celles-ci.