Brevet FR2373721A1 — publié le 19780707

L'invention concerne un frein à disque, notamment pour véhicules sur rails, comportant une pince de frein, munie de deux leviers d'actionnement articulés de façon à pivoter dans un plan de déplacement sur une armature, et un ensemble de palier maintenant l'armature sur un bloc de support fixe, de façon à ce qu'elle puisse pivoter autour d'un axe de rotation au moins approximativement perpendiculaire à l'axe du disque de frein et situé Smi-distance des plans des surfaces de frottement du disque de frein. Un tel frein à disque est connu par exemple d'après le brevet allemand No. 1 040 065. L'ensemble de paliers permet une adaptation du plan de déplacement des leviers d'actionnement de la pince de frein à des mouvements de pivotement de l'axe du disque de frein, qui peuvent se produire dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du dispositif de support. Etant donné que l'ensemble de palier ne convient pas pour supporter les efforts résultant des couples de freinage, dans le frein à disque connu il faut prévoir à une certaine distance du palier, un second point d'appui situé sur le même axe que le palier et disposé entre le bloc de support et l'armature. Ce second point d'appui conditionne une conformation du bloc de support et de l'armature, faisant saillie largement radialement vers l'axe du disque de frein, étant donné que ledit point d'appui ne peut, pour des raisons d'encombrement, être logé qu'en un emplacement plus éloigné de l'axe du disque de frein que le cylindre de frein disposé habituellement flottant entre les extrémités des leviers de la pince de frein situées à l'opposé du disque de frein. En outre la disposition centrée sur un même axe du palier et du point d'appui nécessite une précision de fabrication ne pouvant être atteinte que moyennant une dépense élevée. I1 est en outre connu d'après la demande de bre vet allemand publiée sous le nO 1 916 687 de prévoir des tampons p respectifs placés sous tension préalable entre l'armature et le bloc de support, sur les côtés du palier, dans un frein à disque du type indiqué plus haut. Ces tampons servent à réaliser le rappel élastique en position centrée de l'armature. En outre d'après la demande de brevet allemand indiquée plus haut, il est connu, dans le cas d'un frein à disque constitué d'une façon tout à fait différente, de réaliser les points de support entre l'armature et le bloc de support sous la forme de paliers caoutchouc-métal sphériques. La présente invention a pour but de réaliser un frein à disque du type indiqué plus haut de telle manière qu'il puisse être monté avantageusement moyennant une dépense de construction faible et des dimensions hors tout réduites, qu'il nécessite une faible dépense d'entretien et qu'il assure une transmission sûre des efforts de freinage. Ce problème est résolu conformément à l'invention grace au fait qu'il est prévu entre l'armature et le bloc de support au moins une butée de guidage effectuant un guidage dans un plan radial par rapport à l'axe de rotation et qui est disposée à une certaine distance de l'axe de rotation, comptée perpendiculairement au plan de déplacement des leviers de la pince de frein. La butée de guidage peut être à cet effet réalisée de façon très simple, n'exige aucun composant supplémentaire et peut être logée de façon appropriée dans l'espace, ce qui permet de maintenir faible le volume global de construction du frein à disque. Selon d'autres caractéristiques de réalisation de l'invention, il peut être approprié de prévoir sur l'armature un appendice saillant situé en saillie par rapport à l'axe de rotation, perpendiculairement au plan de déplacement des leviers de la pince de frein et sur l'extrémité libre duquel est située au moins une surface de butée s'étendant radialement par rapport audit axe de rotation et qui fait face à une surface opposée correspondante sur le bloc de support, il peut en outre être approprié que sur l'appendice saillant, avec un décalage suivant l'axe de rotation, soient prévues deux surfaces de butée situées à l'opposé l'une de l'autre et auxquelles font face deux surfaces de butée opposées l'une à l'autre, sur une partie du bloc de support surplombant l'appendice saillant; parallèlement à l'axe de. rotation; enfin il peut être en outre approprié que le bloc de support comporte une plaque de fixation, s'étendant au moins approximativement parallèlement au plan de déplacement des leviers de la pince de frein, en en étant décalée, et deux supports de palier faisant saillie au moins approximativement perpendiculairement par rapport à cette plaque et portant à leurs extrémités libres l'ensemble de palier et qui enSerrent à la façon d'une fourche l'armature en en étant decalEes suivant l'axe de rotation et entre lesquels l'appendice saillant est guidé Selon d'autres caractéristiques de l'invention, il peut être avantageux, afin d'éviter des bruits de palier de réaliser le palier de façon connue en soi sous la forme d'un palier caoutchouc-métal élastique et en outre de monter entre l'armature et le bloc de support, d'une façon connue en soi, deux tampons élastiques placés sous contrainte préalable et dont les dispositifs tampons perpendiculaires au plan de déplacement des leviers d'actionnement de la pince de frein, se croisent à une certaine distance ltun de l'autre perpendiculairement et symé- triquement par rapport à l'axe de rotation. Les tampons sont de façon appropriée montés en étant serrés entre la plaque de fixation et des boulons rotatifs portés par l'armature et prévus pour les leviers d'actionnement de la pince de frein, et sont constitués sous la forme de corps coniques fixés sur la plaque de fixation et constitués en un matériau élastique. Un frein à disque constitué de cette façon peut bien suivre tous les décalages d'axe du disque de frein; afin d'utiliser pleinemertcet avantage, il est cependant approprié en outre d'éviter une usure oblique des mâchoires de frein attaquant le disque de frein. A cet effet selon une autre caractéristique de l'invention, il peut être avantageux que les mâchoires de frein montées sur les leviers de la pince de frein, soient guidées de façon connue en soi avec possibilité de déplacement parallèle au moyen de leviers en forme de parallélogramme articulé, disposés parallèlement aurleviers d'actionne- ment de la pince de frein, lesdits leviers en forme de parallélogramme articule étant articulés, en étant decales parallèlement aux leviers d'actionnement de la pince de frein, sur l'armature. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement aux dessins annexés une forme de réalisation d'un frein à disque réalisé conformément à l'invention. La figure 1 représente une élévation latérale en coupe partielle d'un frein à main conforme à l'invention. La figure 2 représente une vue en plan en coupe partielle du dispositif de la figure 1. La figure 3 représente une coupe prise suivant la ligne I-I du frein à disque représenté sur la figure 2. Sur une partie 1 solidaire du ch ssis d'un véhicule et représentée par des traits mixtes sur les figures 1 et 2, est fixée à l'aide de boulons filetés 2, une plaque de fixation essentiellement horizontale 3 d'un bloc de support 4. Le bloc de support 4 est muni de deux supports de palier 5 et 6 faisant saillie verticalement vers le bas et se faisant face de façon symétrique et qui sont renforcés par des nervures 7 portant contre la plaque de fixation 3. A leur extrémité inférieure, les supports de palier 5 et 6 portent un ensemble de palier 8, qui est constitué essentiellement par un boulon horizontal 9 reliant entre eux les deix supports de palier 5 et 6 et par un palier caoutchouc-métal élastique 10 monté sur ce boulon entre les deux supports de palier 5 et 6.Lé palier caoutchouc-métal 10 est relié par son enveloppe extérieure à une armature 11 qui comporte un bossage de palier disposé entre les deux supports de palier 5 et 6 avec un faible jeu axial et destiné à recevoir le palier en caoutchouc-métal 10. L'armature 11 s'étend à la façon d'une plaque verticale entre les supports de palier 5 et 6 et au-dessous de ces derniers; a zone marginale supérieure et sa zone marginale inférieure sont réalisées en étant renforcées à la façon de bourrelets tels que repérés par la référence 13. Au niveau de ses coins, l'armature 11 est munie de bossages de palier 14 faisant saillie horizontalement et dans lesquels, des deux côtés, sont maintenus. des boulons rotatifs respectifs traversant les deux bossages de palier 14 situés l'un au dessus de l'autre.Sur les boulons rotatifs verticaux 15 et à proximité des bossages de palier 14 sont supportés respectivement des leviers 16, 16' et 17, 17'; respectivement deux leviers superposés à la verticale 16, 16' et 17,17' sont reliés par des organes de liaison verticaux 18 aux leviers d'actionnement de frein 16, 16' et 17, 171. Les leviers d'actionnement de frein 16, 16' et 17, 17' pouvant pivoter par conséquent dans un plan horizontal de déplacement, d'une part portent respectivement une machoire de frein 20 articulée par l'intermédiaire d'un boulon vertical 19, et d'autre part sont articulés par l'intermédiaire de boulons verticaux 21 sur la tige de piston 22 et sur le carter d'un cylindre de frein 23 disposé entre lesdits leviers. A peu près au milieu de sa hauteur, l'armature 11 est munie de bossages de palier 24 faisant saillie latéralement au-delà des bossages de palier 14 et sur lesquels est articulée l'extrémité arrière de leviers formant parallèlogramme articulé 25, s'étendant parallèlement aux leviers d'actionnement de frein 16, 16' et 17, 17'. Les extrémités avant des leviers 25 formant parallélogramme sont articulées de façon à pouvoir pivoter autour d'axes verticaux, sur les mâchoires de frein 20. Ces dernières sont donc déplacées de façon parallèle par des parallèlogrammes formés par les leviers d'actionnement de frein 16, 16' et 17, 17', par le levier 25 en forme de pa rallélogramme articulé et par leur articulation décalée par rapport aux leviers d'actionnement de frein, lors de mouvements de pivotement des leviers d'actionnement de frein. Entre les mâchoires de frein 20 est engagé un disque de frein 26 représenté sur la figure 2 qui est centré sur l'axe 27 du boulon 9, auquel son axe est perpendiculaire. L'armature 13, comporte à sa partie supérieure et dans une position centrée un appendice saillant 28 faisant saillie verticalement vers le haut et dont l'extrémité libre supérieure est munie des deux côtés d'une surface de butée 29 s'étendant perpendiculairement à l'axe de rotation 27. En vis-à-vis des surfaces de butée 29 sont disposées des surfaces opposées 30 situées à une faible distance des côtés intérieurs des supports de palier 5 et 6 et à proximité de la plaque de fixation 3. Lesdites surfaces opposées 30 s'étendent également dans des plans radiaux par rapport à l'axe de rotation 27. Sur la plaque de fixation 3 et verticalement au-dessus des deux boulons rotatifs 15 sont fixés deux tampons élastiques 31 qui sont constitués sous la forme de corps coniques en un matériau= élastique et qui sont montés sous une tension préalable entre la plaque de fixation 3 et la face frontale supérieure des boulons rotatifs 15. Les axes des tampons 31 se croisent par conséquent à une certaine distance comptée verticalement l'un de l'autre et ce en étant symétriquespar rapport à l'axe de rotation 27. Lors de l'actionnement du frein à disque, la force d'écartement du cylindre de frein 23 provoque l'application des mâchoires de frein 20, par l'intermédiaire des leviers d'actionnement de la pince de frein 16, 16' et 17, 17' , contre le disque de frein 26. Une usure oblique des mâchoires de frein 20 est alors exclue grâce à leur guidage en parallèle par l'intermédiaire du levier 25 en forme de parallélogramme articulé. Dans le cas où l'axe du disque de frein 26 est décalé dans un plan radial par rapport à l'axe de rotation 27, comme cela peut se produire par exemple dans le cas de la suspension élastique d'un véhicule sur rail par décalage de l'essieu par rapport à la caisse du wagon, la pince de frein constituée par les leviers d'actionnement et par l'armature 11 peut suivre le décalage par rotation autour de l'axe de rotation 27.Le couple de freinage du frein à disque est transmis par l'intermédiaire des leviers d'actionnement de la pince de frein 16,16' et 17, 17' à l'armature ll et, de cette dernière, sous la forme d'un couple de forcespar l'intermédiaire de l'ensemble de palier 8 et d'une application unilatérale de l'appendice saillant 28 contre l'un des supports de palier 5 ou 6, au moyen de la surface de butée 29 et de la surface opposéet30, au support 4. Les mouvements de pivotement mentionnés de l'armature 11 autour de l'axe de rotation 27 ne sont alors pas entravés. Par suite de la réalisation de l'ensemble de palier 8 sous la forme d'un palier caoutchouc-métal 10, les mouvements de pivotement mentionnés de l'armature 11 sont encaissés par déformation du caoutchouc de ce palier; il n'apparait donc aucun mouvement de glissement sur l'ensemble de palier 8. De ce fait une déviation ou une oscillation de l'ensemble de palier 8 et la création de bruits dans ce dernier sont exclus. En outre le dispositif de palier 8 ainsi réalisé assure également une faible mobilité de l'arnature 11 autour d'autres axes de rotation, ce qui permet de compenser les jeux existant entre les surfaces de butée 29 et les surfaces opposées 30. Les tampons 31 mettent de façon supplémentaire sous tension, par l'intermé diaire des boulons rotatifs 15 et de l'armature 11, le dispositif de palier 8 avec une composante de force dirigée vers le bas, ce qui exclut les mouvements indésirables et l'apparition de bruits dans ces pièces. Les tampons en caoutchouc 31 sont déformés lors du pivotement de l'armature 11 autour de l'axe de rotation 27 et produisent de ce fait une sorte de rappel qui tend à ramener à nouveau l'armature 11 dans la position normale représentée. En vue d'obtenir une meilleure transmission de force sur le système de palier 8, il peut être approprié d'utiliser, à la place du palier caoutchouc-métal 10 représenté, d'une constitution purement axiale, un palier caoutchouc-métal sphérique comportant des corps en caoutchouc sensiblement en forme de coquilles sphériques. REvENDICPTTONS 1. Frein à disque, notamment pour véhicules sur rails, comportant une pince de frein, munie de deux leviers d'actionnement articulés de façon à pivoter dans un plan de déplacement sur une armature, et un ensemble de palier maintenant l'armature sur un bloc de support fixe, de façon à ce qu'elle puisse pivoter autour d'un axe de rotation au moins approximativement perpendiculaire à l'axe du disque de frein et situé à mi-distance des plans des surfaces de frottement du disque de frein, caractérisé par le fait qulil est prévu entre l'armature (11) et le bloc de support (4) au moins une butée de guidage (surface de butée 29, surface de butée opposée 30), effectuant un guidage dans un plan radial par rapport à l'axe de rotation (27) et qui est disposée, à une certaine distance de l'axe de rotation (27), comptée perpendiculairement au plan de déplacement des leviers de la pince de frein (16, 16' et 17, 17'). 2 Frein à disque suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est prévu sur l'armature (11) un appendice saillant (28) situé en saillie par rapport à l'axe de rotation (27), perpendiculairement au plan de déplacement des leviers de la pince de frein (16, 16' et 17, 17') et sur l'extrémité libre duquel est située au moins une surface de butée (29) s'étendant radialement par rapport audit axe de rotation (27) et qui fait face à une surface opposée correspondante (30) sur le bloc de support (4). 3. Frein à disque suivant la revendication 2, carac térisé par le fait que sur l'appendice saillant (28), avec un décalage suivant l'axe de rotation (27), sont prévues deux surfaces de butée (29) situées à l'opposé l'une de ltautre et auxquelles font face deux surfaces de butée (30) opposées l'une à l'autre, sur une partie du bloc de support surplombant l'appendice saillant (28), parallèlement à l'axe de rotation (27). 4. Frein à disque suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le bloc de support (4) comporte une plaque de fixation (3), s'étendant au moins approximativement parallèlement au plan de déplacement des leviers de la pince de frein (16, 16' et 17, 17') en en étant décalée, et deux supports de palier (5, 6) faisant saillie au moins approximativement perpendiculairement par rapport à cette plaque et portant à leurs extrémités libres l'ensemble de palier (8) et qui enserrent à la façon d'une fourche l'armature,en en étant décalées suivant l'axe de rotation (27),et entre lesquels l'appendice saillant (28) est guide. 5. Frein à disque suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif de palier (8) est constitué de façon connue en soi sous la forme d'un palier caoutchouc-métal élastique (10). 6. Frein à disque suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'entre l'armature C et le bloc de support (4) sont montés,d'une façon connue en soi, deux tampons élastiques (31) placés sous contrainte préalable et dont les dispositifs tampons perpendiculaires au plan de déplacement des leviers d'actionnement de la pince de frein (16, 16' et 17, 17'), se croisent à une certaine distance l'un de l'autre, perpendiculairement à l'axe de rotation (27),symétriquement et par rapport à cet axe. 7. Frein à disque suivant les revendications 4 et 6 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que les tampons (31) sont montés en étant serrés entre la plaque de fixation (3) et des boulons rotatifs (15) portés par l'armature (11) et prévus pour les leviers d'actionnement de la pince de frein (16, 16' et 17 > 17'). 8. Frein à disque suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que les tampons (31) sont constitués la forme de corps coniques fixés sur la plaque de fixation (3) et constitués en un matériau élastique. 9. Frein disque suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les mâchoires de frein (20) montées sur les leviers de la pince de frein (16, 16' et 17, 17') sont guidées de façon connue en soi avec possibilité de déplacement parallèle au moyen de leviers (25) en forme de parallélogramme articulé, disposés parallèlement aux leviers d'actionnement de la pince de frein et étant articulés, en étant décalés parallèlement aux leviers d'actionnement de la pince de frein, sur l'armature (11).