Brevet FR2485667A1 — publié le 19811231

La présente invention concerne d'une manière générale les disques de frein, et vise plus précisément ceux de ces disques de frein qui comportent une couronne de freinage et un moyeu portant celle-ci, ladite couronne de freinage étant formée de deux flasques annulaires de freinage parallè.- e.s dont les faces opposées forment-chaune respectivement une piste de frottement, et qui sont reliés l'un à l'autre, de place en place, par des nervures entretoises. De tels disques de frein conviennent notamment au freinage de véhicules ferroviaires, pour lesquels l'énergie à dissiper lors d'un freinage, qui est particulièrement éle vexez nscessite la mise en oeuvre de disques de frein à la fois robustes et ventilés. L'un des problèmes majeurs à résoudre dans la réalisation d'un tel disque de frein est d'épargner au mieux au moyeu les effets de la chaleur dégagée au niveau de la'cou- ronne lors d'un freinage, un tel moyeu étant usuellement frette sur l'essieu qui le porte et son echauffement pouvant conduj.re à une destruction, ou au moins à une détérioration, du frettage correspondant. La présente invention a dtune manière générale pour objet une disposition apportant une solution. partieulière- ment simple et satisfaisante à ce problème, et conduisant en outre à d'autres avantages. De manière plus précise, la présente invention a pour objet un disque de frein, notamment pour'véhicule ferroviaire, du genre comportant une couronne de freinage et un moyeu portant celle-ci, ladite couronne de freinage étant formée de deux flasques annulaires de freinage parallèle font les faces opposées forment chacune respectivement une piste de frottement, et qui sont reliés l'un à l'autre de place en place par des nervures entretoises, disque de frein étant caractérisé en ce que, entre ladite couronne et ledit moyeu, s'étendent des pales de ventilation qui, axialement, sont globalement obliques par rapport à l'axe de l'ensemble, à la manière des pales d'un ventilateur axial. De préférence, ces pales de ventilation forment chacune individuellement le prolongement de nervures entretoises, ou, autrement dit, certaines au moins desditesnervures entretoises sont prolongées en direction de l'axe de l'ensemble pour former de telles pales de ventilation. En pratique, les nervures entretoises en question sont elles-memes, axialement, globalement obliques sur l'axede l'ensemble, sur une partie au moins de leur hauteur à compter des pales de ventilation qui en forment le prolongement, et de préférence, dès leur extrémité la plus éloignée du moyeu. En pratique également, toutes les nervures entrétoises sont, axialement, globalement obliques sur l'axe de l'ensemble dès leur extrémité la plus éloignée du moyeu. L'originalité de cette position apparaîtra mieux si l'on rappelle que, usuellement, dans les disques de frein du genre concerné connus à ce jour, les nervures entretoises reliant entre elles les deux faces annulaires de la couronne de freinage sont, axialement, droites, c'est-à-dire que, sur toute leur hauteur, elles sont perpendiculaires auxdits flasques annulaires. Certes, il a déjà été prévu de tirer profit de la présence de telles nervures entretoises pour constituer des aubes ou ailettes de ventilation. C'est le cas notamment pour l'une des-formes de réalisation décrites dans le brevet français No. 1.488.139. Mais, dans ce brevet français, les aubes ou ailettes de ventilation mises en oeuvre restent axialement droites, leur incurvation étant celle d'une turbine centrifuge, et non pas celle d'un ventilateur axial. En réalité, dans ce brevet français, et c'est le cas usuel, notamment pour les disques de frein destinés, comme en l'espèce, à l'équipement de véhicules automobiles, il s'agit bien plus d'assurer une ventilation de la couronne de freinage que d'assurer le refroidissement du moyeu portant celle-ci. I1 en est d'autant plus ainsi que, dans ce brevet français, et c'est également le cas le plus fréquent, cette couronne, pour son raccordement à un tel moyeu, présente un voile de support, qui forme un prolongement annulaire d'un des flasques de freinage, et qui s'étend obliquement par rapport à l'axe de l'ensemble, au droit du débouché des canaux formés entre les nervures entretoises reliant ces flasques de freinage, en faisant ainsi écran entre ces canaux et le moyeu concerné. Au contraire, les pales de'ventilation mises en oeuvre dans le disque de frein, qui sont des pales de -ventila- teur axial, assurent avantageusement une ventilation directe du moyeu, immédiatement autour de celui-ci. Le refroidissement en service dudit moyeu s'en trouve particulièrement efficace. Outre ce refroidissement énergique du moyeu, la disposition suivant l'invention conduit à d'autres avantages. Tout d'abord, suivant un développement de-kjlnven- tion, les pales de ventilation mises en oeuvre se prolongent jusqu'au moyeu, et servent à assurer la solidarisation de la couronne à celui-ci. Ainsi, pour une telle solidarisation, ces pales de ventilation se trouvent substituEes au voile transversal usuellement mis en oeuvre ce qui permet une minimisation de la chaleur transmise de la couronne de freinage au moyeu par conduction, et permet un allègement sensible de l'ensemble. En outre, cette disposition se conjugue avantageusement avec une réalisation d'un seul tenant, en une seule et même pièce, en pratique par moulage, de la couronne, des pales de ventilation et du moyeu, et dans ce cas le matériau mis en oeuvre pour une telle réalisation est préférentiellement, suivant l'invention, de la fonte à graphite sphéroldal à structure ferritique. Enfin, lorsque, comme c'est également le cas préférentiellement, toutes les nervures entretoises sont globalement obliques sur l'axe de l'ensemble, de telles nervures entretoises sont mieux à même d'absorber dans des conditions satisfaisantes, en se vrillant, la composante radiale de la dilatation thermique en service de la couronne de freinage, sans déformation intempestive, et notamment sans-voilage, de celle-ci. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est une vue partielle en élévation, suivant la flèche 1 de la figure 2, et avec un arrachement local, d'un disque de frein suivant l'invention la figure 2 en est une vue partielle en coupe axiale, suivant la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 en est une vue partielle en plan, suivant la flèche III de la figure 2. Tel qu'illustré sur ces figures, le disque de frein suivant l'invention est globalement formé d'une couronne de freinage 10 et d'un moyeu 11 portant celle-ci. La couronne de freinage 10 est elle-même formée de deux flasques annulaires de freinage parallèles 12, dont les faces opposées forment chacune respectivement une piste de frottement 13, et qui sont reliés l'un à l'autre, de place en place, par des nervures entretoises 14. Suivant l'invention, entre la couronne 10 et le moyeu 11, s'étendent des pales de ventilation 15, qui, axial lement, sont globalement obliques par rapport à l'axe de l'ensemble. De préférence, et tel que représenté, ces pales de ventilation 15 forment chacune individuellement le prolongement de nervures entretoises 14, en étant, d'un seul tenant, dans la continuité de celles-ci. En-pratique, et tel qu'également représenté, seule une partie des nervures entretoises 14 est ainsi prolongée par des pales de ventilation 15. De préférence, et c'est le cas dans l'exemple de réalisation représenté, les nervures entretoises 14 ainsi prolongées par des pales de ventilation 15 sont elles-mêmes, axialement, globalement obliques sur l'axe de l'ensemble, sur une partie au moins de leur hauteur à compter desdites pales de ventilation, et, en pratique, elles sont ainsi globalement obliques sur'axe de l'ensemble dès leur extrémité la plus éloignée du moyeu. En pratique également, et ainsi qu'il est visible sur les figures, et notamment à la figure 3, toutes les nervures entretoises 14, c'est-à-dire même celles qui ne sont pas prolongées par des pales de ventilation 15, sont, axialement, globalement obliques sur l'axe de l'ensemble dès leur extrémité la plus éloignée du moyeu. Enfin, les pales de ventilation 15 mises en oeuvre suivant l'invention se prolongent en pratique jusqu'au moyeu 11 et servent à assurer la solidarisation à celui-ci de la couronne 10. Couronne 10, pales de ventilation 15, et moyeu 11, peuvent des lors être réalisés d'un seul tenant, et former conjointement une seule et même pièce, tel que représenté. Une telle pièce, qui peut être réalisée par moulage, est de préférence en fonte à graphite sphéroïdal à structure ferritique. Elle peut etre en une seule partie, à fretter sur un essieu. Mais elle peut également être en deux parties à relier suivant -un plan axial commun pour serrage sur un tel essieu. Dans tous les cas, pour faciliter le moulage, nervures entretoises 14 et pales de ventilation 15 peuvent être globalement planes. En variante, elles peuvent être en hélicoïde. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICATIONS 1. Disque de frein, notamment pour véhicule ferroviaire, du genre comportant une couronne de freinage et un moyeu portant celle-ci, ladite couronne de freinage étant formée de deux flasques annulaires de freinage parallèles, dont les faces opposées forment chacune respectivement une piste de frottement, et gui sont reliés l'un àl'autre, de place en place, par des nervures entretoises, caractérisé en ce que, entre ladite couronne et ledit moyeu, s'étendent des pales de ventilation qui, axialement, sont globalement obliques par rapport à l'axe de l'ensemble. 2. Disque de frein suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pales de ventilation sont en hélicorde. 3. Disque de frein suivant l'une quelconque des revendications 1-, 2, caractérisé en ce que les pales de ventilation forment chacune individuellement le prolongement de nervures entretoises. 4. Disque de frein suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites nervures entretoises sont elles-mêmes, axialement, globalement obliques sur l'axe de l'ensemble, sur une partie au moins-de leur hauteur à compter des pales de ventilation qui en forment le prolongement. 5. Disque de frein suivant la revendication 4, ca racterisé en ce que, des leur extrémité la plus éloignée du moyeu, lesdites nervures entretoises sOnt, axialement, globalement obliques sur l'axe de l'ensemble. 6. Disque de frein suivant la revendication 5, caractérisé en ce que toutes les nervures entretoises sont, axialement, globalement obliques sur l'axe de l'ensemble dès leur extrémité la plus éloignée du moyeu. 7. Disque de frein suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les nervures entretoises sont toutes en hélicol-de. 8. Disque de frein suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérise en ce que les pales de ventilation se prolongent jusqu'au moyeu et servent à assurer la solidarisation de la couronne à celui-ci. 9. 9.Disque de frein suivant la revendication 8, caractérisé en ce que couronne, pales de vantilation et-moyeu sont d'un seul tenant et forment conjointement une seule et même pièce. 10. Disque de frein suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est en fonte àgraphite sphéroïdal à structure ferritique.