Brevet FR2503300A1 — publié le 19821008

La présente invention, concernant le freinage des véhicules, est plus précisément relative à des freins à disque de chemin de fer (pour wagons ou analogues) et plus particulièrement à un support de garniture de frein ou patin, adapté à permettre le remplacement aisé d'une garniture de frein montée sur le patin. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique né 4*004.659 on trouve une garniture de frein présentant dans sa face avant une fente à section en queue d'aronde, la fente étant ouverte à une extrémité du support pour per- mettre de monter une garniture de frein sur le support en faisant glisser une saillie de la face arrière de la gar- niture dans la fente en queue d'aronde. Pour maintenir la garniture sur le support, une pièce de retenue est montée à l'arrière du support et fait saillie au travers d'une ou- verture dans le support de façon à passer au travers de la fente en queue d'aronde au voisinage de son extrémité ou- verte, de sorte que l'extrémité de la saillie de garniture s'appuie contre la pièce de retenue pour empêcher la sail- lie de sortir en glissant de la fente en queue d'aronde et par suite pour empêcher que la garniture ne se détache du support. La pièce de retenue peut être rétractée jusque dans une position dans laquelle elle est dégagée de la fen- te en queue d'aronde de façon à permettre l'enlèvement et le remplacement de la garniture et à cet effet la pièce de retenue est attachée au support par une combinaison de brocheet fente qui permet un mouvement limité de la pièce de retenue entre sa position de travail et sa position ré- tractée. Les liaisons à broche et fente incluent des élé- ments à ressort adaptés à coopérer avec les broches de fa- çon à bloquer la pièce de retenue dans sa position réglée, c'est-à-dire rétractée ou opératoire. Dans la structure connue qu'expose le brevet des Etats-Unis d'Amérique nô 4.004.659, la pièce de rete- nue reste toujours attachée au support et le risque qu'elle se perde, par exemple lors du remplacement de la garniture, est éliminé. Néanmoins, comme la pièce de retenue est blo- quée dans la position rétractée, il existe le risque qu'une personne remplaçant la garniture de frein puisse omettre de ramener la pièce de retenue à sa position opératoire à la fin de l'opération de remplacement, par exemple si son attention est distraite à un moment critique. Dans notre demande de brevet britannique nô 2.069.077 cet inconvénient est évité dans un patin de frein à disque qui comporte une fente dans sa face avant pour recevoir une garniture de frein engagée dans celle-ci avec coulissement, la fente étant ouverte à une extrémité du patin, en prévoyant une ouverture dans le patin au voi- sinage de ladite extrémité, l'ouverture débouchant dans la fente à partir de l'arrière du patin, une pièce de retenue se plaçant avec coulissement dans l'ouverture pour pouvoir se déplacer entre une position de travail dans laquelle elle entre dans la fente et une position rétractée dans laquelle elle en est dégagées des moyens à ressort agis- sant sur l'élément de retenue pour solliciter l'élément dans sa position de travail. Grâce à cette disposition, l'élément de rete- nue peut être retiré dans sa position rétractée, par exem- ple en tirant sur une poignée qui peut être fixée à l'élé- ment de retenue, pour permettre l'enlèvement et le rempla- cement de la garniture, mais dès que l'élément de retenue est relâché il reviendra à sa position de travail sous l'ef- fet de la sollicitation des moyens à ressort. Dans la structure décrite dans notre demande de brevet britannique ne 2.069.077 il est difficile de don- ner à l'ouverture dans le patin des bords d'extrémité paral- lèles avec lesquels la pièce de retenue peut coopérer avec coulissement, sans exécuter une opération d'usinage coûteu- se, par exemple un alésage. Suivant un aspect de la présente invention,dans un patin de frein à disque comportant dans sa face avant une fente pour recevoir une garniture de frein qui y est engagée avec coulissement, la fente étant ouverte à une ex- trémité du patin, une ouverture dans le patin étant voisine de ladite extrémité, l'ouverture débouchant dans la fente à partir de l'arrière du patin et une pièce de retenue se logeant dans l'ouverture pour pouvoir se déplacer entre une position de travail dans laquelle elle entre dans la fente et une position rétractée, l'ouverture étant délimitée en- tre des faces de butée écartées entre lesquelles la pièce de retenue est montée avec possibilité de déplacement et la pièce de retenue inclut des saillies de guidage disposées en regard qui se logent avec coulissement dans les rainures complémentaires ménagées dans les faces de butée en des points intermédiaires alignés de leur longueur, de façon à guider la pièce de retenue entre sa position de travail et sa position de repos. Ceci facilite la fabrication, car les rainures peuvent être formées par une opération d'usinage unique. De préférence les saillies sont constituées par une bille ou un rouleau ayant un diamètre plus grand que l'épaisseur de la pièce de retenue et qui fait saillie hors des faces opposées de la pièce de retenue pour s'engager dans les rainures ayant un contour circulaire en partie com- plémentaire. La présence de la bille ou du rouleau présente l'avantage supplémentaire de définir une liaison articulée pour faciliter le mouvement entre les deux positions et en particulier de faciliter le mouvement entre la position de travail et la position de repos pendant un entretien, de fa- çon à aider à surmonter toute tendance au coincement de la pièce de retenue résultant d'une corrosion entre les faces voisines de la pièce de retenue et l'ouverture. Il est commode que la pièce de retenue soit solli- citée à tout moment vers la position de travail par un moyen à ressort et de préférence ce moyen comprend au moins un ressort de compression agissant entre la pièce de retenue et une plaque de butée distante de l'arrière du patin. De préférence on prévoit deux ressorts de compres- sion et ces ressorts sont espacés en des côtés opposés des saillies de guidage qui sont situés sensiblement au milieu de la longueur de la pièce de retenue. La pièce de retenue peut être pourvue d'un moyen indicateur pour indiquer la position relative de la pièce de retenue. Le moyen indicateur comprend au moins une che- ville ou un organe semblable qui fait saillie hors d'une face de la pièce de retenue qui est éloignée et qui fait saillie vers l'extérieur à partir d'une partie voisine lorsque la pièce de retenue n'est pas complètement posi- tionnée dans sa position de travail. En plus de fournir une indication visuelle,l'ex- trémité en saillie de la cheville peut être touchée par la main dans les installations dans lesquelles cette partie du patin n'est pas facilement visible. Lorsqu'on prévoit une liaison articulée entre la pièce de retenue et le patin, on prévoit une paire de che- villes espacées et lorsque des ressorts de compression dé- finissent le moyen à ressorte les chevilles comprennent des broches qui sont entourées par les ressorts de compres- sion et qui comportent des têtes plus larges contre lesquel- les les ressorts agissent pour solliciter les têtes à en- trer en contact avec les faces de butée dans la pièce de retenue. De préférence la pièce de retenue est portée par une manette coudée au moyen de laquelle la pièce de rete- nue peut être déplacée à la main, au moins entre la posi- tion de travail et la position de repose Pour faciliter le mouvement et en particulier pour surmonter l'effet de la corrosion, on peut insérer un levier, qui peut être commodément un tournevis, entre la manette et la face arrière du patin et la manette peut être pourvue d'une fente qui s'étend vers l'intérieur à partir de son bord libre, de sorte que le levier peut être dépla- cé angulairement dans l'une de deux directions opposées. Un élément compressible, qui sera de préférence convenablement en caoutchouc synthétique ou naturel ou au- tre matière élastomère similaire, peut être disposé entre la pièce de retenue, à savoir convenablement la manette de la pièce de retenue, et une face voisine du patin pour ten- dre à réduire la corrosion entre la pièce de retenue et l'ouverture en empêchant l'entrée de la crasse et d'autres matières étrangères dans l'intervalle. L'invention sera mieux expliquée et comprise en se basant sur certains modes de réalisation, donnés à titre non limitatif, qui sont représentés par les dessins ci-an- nexés parmi lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'une extrémité d'un ensemble de garniture de friction pour un frein de chemin de fer; la figure 2, une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 39 une vue latérale de la pièce de re- tenue; la figure 4, une coupe semblable à celle de la figure 2, mais pour une structure modifiée; la figure 5, une coupe semblable à celle de la figure 2, mais passant par une extrémité d'un autre ensem- ble de garniture de friction pour un frein de chemin de fer; la figure 6 est une vue en plan de la pièce de retenue; 1 la figure 7,une coupe semblable à celle de la fi- gure 5, mais pour une structure modifiée et la figure 8, une vue en plan d'une partie d'une extrémité de l'ensemble de garniture de friction représenté sur la figure 7. L'ensemble de garniture de friction représenté sur les figures 1 à 3 des dessins comprend un patin rigide 1I sur lequel est monté, avec possibilité de détachement, une plaque support rigide 2 qui porte, contre sa face distante du patin 1, une garniture 3 en matériau de friction* La pla- que support 2 inclut une saillie 4 de forme allongée et à section en queue d'aronde sur sa face éloignée de la garni- ture 3 et la saillie 4 se loge avec coulissement dans une fente 5 de contour complémentaire ménagée dans la face avant, voisine, du patin 1. La fente 5 est ouverte à l'extrémité du patin 1 représenté pour permettre de monter la plaque support 2 sur le patin 1 et de l'en détacher par coulisse- ment de la saillie 4 dans la fente 5. Afin de maintenir la garniture 3 sur le patin 1 au cours de l'usage normal, on prévoit une pièce de rete- nue ayant la forme d'une plaque 6 de protection. La plaque 6 est montée dans une ouverture 7 délimitée entre une paire d'oreilles écartées 8 et 9. Les oreilles 8 et 9 se dressent a partir de la face arrière du patin 1 qui est éloignée de la fente 5 et l'ouverture 7 débouche dans la fente 5. La plaque de protection 6 comprend une languette 10 qui entre dans la fente 5 et une manette coudée 11 qui est solidaire de la languette 10 et qui fait saillie vers l'extérieur au-dessus de l'extrémité extérieure de l'oreille 9. L'ou- verture 7 et la languette 10 sont dirigées transversalement à la fente 5, sensiblement sur toute sa largeur. La languette 10 est pourvue d'une ouverture 12 dans laquelle se loge une bille 13 ayant un diamètre supé- rieur à l'épaisseur de la languette 10. La bille 13 est retenue dans l'ouverture 12 au moyen d'une paire de tétons 14 dans une position dans laquelle des parties de la bille 13 dépassent hors des faces extérieures de la languette 10, sensiblement de la même quantité. Les parties en saillie de la bille 13 se logent dans des rainures 15 à contour en partie circulaire, ména- gée dans des faces voisines des oreilles 8 et 9, de façon à réaliser une liaison articulée entre la plaque de pro- tection 6 et le patin 1 et à permettre à la languette-de se déplacer dans une direction, par rapport à la fente 4, entre la position de travail représentée, dans laquelle une partie 16, biseautée à son extrémité intérieure, entre dans la fente 5 et une position de repos dans laquelle elle est retirée de la fente 5 pour permettre l'enlèvement et le remplacement de la garniture 2. Un ressort de compression 17 s'appuie entre la base d'un évidement 18 ménagé dans la manette 11 et une plaque de butée 19 qui est fixée à la face extérieure de l'oreille 8 par deux boulons de montage 20. La manette 11 permet de déplacer la languette 10 pour venir dans la position de travail contrairement à l'effort du ressort 170 Si nécessaire on peut insérer un levier (non re- présenté), qui peut être commodément un tournevis, entre la manette 11 et l'oreille 9 pour faciliter ce mouvement, en particulier s'il s'est produit un grippage des pièces à cause d'une corrosion. La manette 11 présente un évidement 21, dirigé vers l'intérieur, qui forme guidage pour un tel levier et permet d'appliquer un effort à la manette par le déplacement angulaire du levier autour de l'oreille 9 ser- vant de pivot dans l'une ou l'autre de deux directions op- posées. Dans la structure modifiée de la figure 4, on prévoit deux ressorts de compression 17 en des c8tés oppo- sés de la bille 13 et des rainures 15, et chaque ressort 17 agit entre la plaque 19 et une tête 22 portant une broche verticale qui constitue une cheville 23* La cheville 23 en- tre dans une ouverture 24 de la plaque 19* Lorsque la plaque de protection 6 se trouve dans sa position de travail représentées les chevilles 23 arri- vent à niveau ou se trouvent légèrement en-dessous de la surface extérieure de la plaque 19, pour indiquer que la languette 10 entre le plus possible dans la fente 5 avec déplacement dans cette direction, ceci étant dû par le fait que la sollicitation du ressort 17 est arrêtée par l'oreil- le 9e Lorsque la manette 11 est actionnée pour amener la languette 10 dans sa position de repos contrairement à l'ef- fort des ressorts 17, les chevilles 23 font saillie hors de la plaque 19, ce qui indique que la plaque de protection 6 ne se trouve pas en position de travail. Une pièce étanche 25 en matière élastomère com- pressible convenable est placée entre la plaque 19 et la manette 11 pour servir de joint et empêcher l'entrée de crasse ou autre matière étrangère dans l'intervalle entre les oreilles 8 et 9 et la plaque de protection 6. Le joint agit par conséquent de manière à réduire la corrosion entre la plaque de protection 6 et le patin 1. La structure et le fonctionnement du dispositif modifié de la figure 4 sont par ailleurs les mêmes que ceux décrits ci-dessus et on a utilisé des repères identiques pour désigner des parties correspondantes* Dans les deux structures le bord biseauté 16 et la languette 10 aident au montage d'une nouvelle garniture dans le patin 1. Une fois que le bord avant de la saillie 4 sur la plaque servant à l'effort a été inséré dans la fente 5 suffisamment pour s'engager avec le bord, la continuation du mouvement dans la même direction tendra à amener la lan- guette 10 en position de repos et la saillie 4 retiendra la garniture 3 dans la fente 5. Dans ltensemble de garniture de friction repré- senté sur les figures 5 et 6, la bille 13 est remplacée par un rouleau qui est retenu dans l'ouverture 12 au moyen d'un ergot 26 qui supporte ledit rouleau en lui permettant de tournera Dans cette position des parties du rouleau 13 font saillie de quantités sensiblement égales hors des fa- ces extérieures de la languette 10. Les parties en saillie du rouleau 13 se logent dans les rainures 15 ayant des con- tours complémentaires à celui du rouleau, de façon sembla- ble à ce qui avait été prévu pour la bille 13. Le remplacement de la bille 13 par le rouleau présente l'avantage de simplifier la structure, car l'en- semble peut être plus facilement fabriqué grâce à l'exis- tence de l'ergot de positionnement 26 au lieu de prévoir des tétons obtenus par poinçonnage qui sont nécessaires pour positionner la bille, La structure et le fonctionnement de l'ensemble de garniture des figures 5 et 6 sont par ailleurs les mê- mes que ceux des figures 1 à 3 et on a utilisé les mêmes repères pour désigner les parties correspondantes. Dans le dispositif modifié représenté sur les figures 7 et 8, l'ergot 26 se prolonge au-delà de la face arrière de la pièce de retenue 21 et entre dans la plaque 19 sans la traverser complètement, tandis que la pièce de retenue 21 se trouve en position engagée. L'ergot 26 entre avec coulissement dans l'ouverture 24 de la plaque 19 et fait saillie audessus de la plaque 19 lorsque la pièce de retenue 21 est dégagée* On obtient de cette façon une indi- cation visuelle et tactile du dégagement de la pièce de re- tenue 21 et on peut prévoir un ergot prolongé de ce genre quelle que soit la forme de la saillie. L'étranglement radial imposé à l'ergot par l'ou- verture 24 dans la plaque 19 restreint le déplacement an- gulaire de la pièce de retenue 21 autour du centre du rou- leau 13, résultant d'un jeu excessif entre les rainures 15 et le rouleau 13D w R E V E N D I C A T I ON S 1. Patin de frein à disque comprenant dans sa face avant une fente pour recevoir une garniture de frein s'engageant dans lui avec coulissement, la fente étant ou- verte à une extrémité du patin, une ouverture dans le patin étant voisine de ladite extrémité, l'ouverture débouchant dans la fente à partir de l'arrière du patin et une pièce de retenue se logeant dans l'ouverture de façon à permettre son mouvement entre une position de travail dans laquelle elle entre dans la fente et une*position rétractée dans la- quelle l'ouverture est délimitée entre des faces de butée écartées entre lesquelles la pièce de retenue est montée avec possibilité de déplacement, caractérisé en ce que la pièce de retenue (6) inclut des saillies de guidage (13) disposées en regard, qui se logent avec coulissement dans des rainures complémentaires (15) ménagées dans les faces de butée (8,9) en des points intermédiaires alignés de leur longueur, de façon à guider la pièce de retenue entre sa position de travail et sa position de repos. 2. Patin de frein à disque selon revendication 1, caractérisé en ce que les saillies sont constituées par une bille (13) ou un rouleau. dont le diamètre est supérieur à l'épaisseur de la pièce de retenue et qui fait saillie hors des faces opposées de la pièce de retenue, pour s'en- gager dans les rainures (15) ayant un contour circulaire en partie complémentaire. 3. Patin de frein à disque selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce de retenue (6) est sollicitée à tout moment vers la position de travail par un moyen à ressort (17). 4. Patin de frein à disque selon revendication 3, caractérisé en ce que le moyen à ressort comprend au moins un ressort de compression (17) agissant entre la pièce de retenue (6) et une plaque de butée (19) distante de l'ar- rière du patin (1). 5. Patin de frein à disque selon revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux ressorts de compres- sion (17) et que les ressorts sont espacés en des côtés É503300 1.1 opposés des saillies de guidage qui sont situées sensible- ment au milieu de la longueur de la pièce de retenue. 6. Patin de frein à disque selon l'une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de retenue est pourvue d'un moyen indicateur (23) pour indi- quer la position relative de la pièce de retenue (6). 7. Patin de frein à disque selon revendication 6, caractérisé en ce que le moyen indicateur comprend au moins une cheville (23) ou pièce analogue faisant saillie hors d'une face de la pièce de retenue qui est éloignée et qui fait saillie vers l'extérieur à partir d'une partie voisi- ne, lorsque la pièce de retenue n'est pas complètement po- sitionnée dans sa position de travail0 8. Patin de frein à disque selon revendication 6, caractérisé en ce que le moyen indicateur comprenant une paire de chevilles espacées (23) et les chevilles compren- nent des broches qui sont entourées par des ressorts de compression (17) pour solliciter la pièce de retenue vers la position de travail, les broches ayant des têtes plus larges (22) contre lesquelles les ressorts agissent pour solliciter les têtes à entrer en contact avec les faces de butée de la pièce de retenue. 9. Patin de frein à disque selon l'une des reven- dications précédentes, caractérisé en ce que la pièce de retenue (6) est portée par une manette coudée (11) au moyen de laquelle la pièce de retenue peut être déplacée manuel- lement, au moins entre la position de travail et la posi- tion de repos. 10. Patin de frein à disque selon l'une des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'un élément compressible (25) est disposé entre la pièce de retenue (6) et une face voisine du patin (1).