Brevet FR2626541A1 — publié le 19890804

26Z6541 -1- Diapo3it:ri de freinage d'un essieu, La présente invention est relative à un dispositif de freinage d'un essieu, appliquable au freinage des véhiules à essieux, notamment aux véhicules ferroviaires. On connait, pour de tels véieIEles, des systèmes de freinage du type à air comprimé, comprenant des pvrins pneumatiques appli quant des sabots sur les roues ou mettant en oeuvre des freins à disque. L'aaprotssement des vitesses dtexptlitation des traits coduit à rechercher des systèmes de freinage dont l'eficaci est plus - grande. I existe. dan le domaine de l3'aéonautique et dans la. compétition automobile, des systèmes de freins utilisant des boîtes à disques dites "carbone sur carbone comprenant =e première aerie de disques en fibres de carbone, S à 'arbre à freier et -oopérant par friction avec mue seconde série de disques solidaires du chbasis -î du véhicule. Un but de l'invention est de raliser un dispositif de freinage sur un essieu, notamment de véhicule rerrovianire, utilisant une telle botte à disques earbone-carbone.: L'utilisation d'une telle botte pour un essieu de véhicule. ferrovaire nécessite de résoudre divers problèmes techniques. - Tout d'abord, il est néessaire que le dispositir qui permet- le rapprochement des deux séries de disques fon titune quelle que soit la position relative de l'essieu et de son châssis. - On sait qu'un essieu de bogie est fixé au châssis par diverses articulations assurant le guidage et lamortisseDent quel que soit l'état de la voie ferrée. Il en r9suite divers mouvements relatiús de l'essieu et de son ehssis.- Un but de l'inventi;n est de réaliser un dispositif de freinage ef!iace dans toute.s les configurations essieu-ehgssis, ndtament lors des prises de gauche et poum les bogies à essieux orientables.: - Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif de freinage dans lequel, lorsque l'action de freinage a eessé, les disques mobiles et les disques fixes soient separs d'une mime distance avitant ainsi tout contact. Un autre but de l'invention est de réaliser un dispositif - de faible encombrement et de faible poids, de manière à conserver les avantages de légèreté du freinage carbone sur carbone. L'invention a pour objet un dispositif de freinage d'un essieu relié à un châssis caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier disque de carbone solidaire de l'essieu et coaxial à l'essieu, au moins deux disques de carbone disposés parallèlement audit premier disque de part et d'autre de celui-ci, portés respectivement par deux demi-coquilles coaxiales à l'essieu et séparées de ce dernier par des roulements, chacune des demi-coquilles étant articulée à un levier dont une première extrémité est articulée par rotule à l'extrémité de la tige d'un vérin fixé par rotule audit chassis, les secondes extrémités des leviers étant reliées par des premiers moyens autorisant en coopération avec des seconds moyens de réunion desdits verins, des débattements entre ledit essieu et ledit chassis. L'invention sera bien comprise par la description de deux modes de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé dans. lequel: - la figure I est vue de dessus schématique partielle d'un essieu muni d'un système de freinage selon un premier mode de réalisa- tion de l'invention. - la figure 2 est une vue élévation correspondant à la figure 1. - la figure 3 eat une vue de dessus schématique partielle d'un essieu muni d'un dispositif de freinage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. - la figure 4 est une vue en élévation correspondant à la figure 3. - la figure S est une vue de dessus schématique partielle d'un essieu muni d'un système de freinage selon un troisième mode de réalisation de l'invention. - la figure 5A représente une partie de la figure 5 selon une variante. - la figure 6 est une vue en élévation correspondant à la figure 5., Dans les figures 1 et 2, la iéférence i désigne un essieu, représenté partiellement, et portant des roues telle que la roue 2 roulant sur un rail 3. Les réfrenes 4 et 4A désignent des éléments du ssis auquel ltessieu est fixé pmar des moyens Classiques n reees Une botte de frein à disques carbone-earbone 6, est associé à l'essieu 1. Elle eomprend deux 1demioqui 6 et 62 e un. moyeu 63. Le moyeu est rendu-solidaire de-Itessieq et tourne aveec lui. Les demofqulles sont separées du moyeu par des roulements,= par exemple à billes, 64 et 65. AU moyeu 63 est fié un disque en earbone 66 qui coopère, pour le freinage, avec deux disques de carbone 67 et 68 respecttvement solidaires des demi-eoquilles 61 et 62. Le freinage est exerné eu réalisant des poussées convergentes sur les demi-coquilles 61 et 62. - Des actions en sens inverses entranent le desserement du frein. Selon l1'invention les poussées sont obtenues au moyen de deuxc leviers Il et 21. - chaque levier est commandé par un vérin, le levier 1i1 par le vérin 41 et le levier 21 par le vérin 51. Le dispositif étant ertirement symétrique, on ne décrira en détail que la nature et la commande du levier 11, celles du - levier 21 étant tout à fait identiques. Le levier 11 comprend une fourche à deux branches 1IA- et 11B, articulées à deux paires 1:d'toeiles 12A et 12B rapportéees sur la demi coquille 61 selon des axes 13A, -13B, simples, perpendi- [ulaires à l'essieu 1. Le levier 1il est rel-é à a tige du vérin 1 - par une fourehe 11iC, 11D aveó articulations à rotules 11E, 11F. Le levier 21 est articulé de même fagon à la demi-coquille 62 - on distingue un oreille 22A, dtaxe 23A* ainsi que- articulaion 21E. - Le vérin 41, pnemtique, à double effet es 't ixé au o,âsais au moyen dtun bras 42 et d'une rotule 43.: Le véin 51 est de la m9me manite fixée au ob.ssis par un bras 52 et unrote r 53. Les deux v&rins sont en outre -réunis par une poutre -45 fixée -4- rigidement à un bras 46 iui-même fixé au châssis 4. Les efforts vertieaux au niveau des extrémités des axes 11E et 21E sont repris par deux biellettes plaoées verticalement, telle que la biellette 71 reliée d'une part au châssis 4A par une articulation à rotule 72 et d'autre part, l'axe 11E par une articulation à rotule 73. Les points d'appui des leviers 1i et 21 sont constitués respectivement par des bielles 31 et 32 en forme de flasque; le flasque 31 est artipulé en 31A et 31B aux branches llA et 11B du levier 11 et fixés par les écrous 33A et 33B. L'articulation est simple, d'axe perpendiculaire à l'essieu 1 et parallèle au plan des disques. Le flasque 32 est fixé au levier 21 de la même fagon on distingue l'écrou 34A dans la figure 1. Les flasques 31 et 32 sont reliées entre eux par une liaison à vis et écrous 35, 36 permettant un débattement des flasques l'un par rapport à l'autre selon un axe parallèle à l'essieu 1. A cet effet, les trous de passage des vis sont oblongs. Le fonctionnement du frein est le suivant: Le frein étant dans la position relachée montrée dans la figure 1, on alimente les vérins 41 et 51 (au moyen d'un distributeur d'air comprimé non représenté) de manière que les tiges se déplacent dans le sens des flèches Fl et F2.. Les leviers pivotent autour des axes 33A, 33B, 34A, 34B et rapprochent ainsi les demi-coquilles ee qui met en contact les disques 67 et 68 avec le-disque 66. Le relachement du frein s'obtient par une commande inverse des vérins conduisant à l'écartement des demi-coquilles; grâce au montage des leviers et des vérins sur rotules et de la constitu- tion des bielles d'appui avec articulations, le dispositif peut fonctionner m8me si l'essieu subit des écarts angulaires important par rapport au châssis. Le dispositif, s'applique à tout essieu, bogies et bogies à essieux orientables. L.a démultiplication de l'effort grâce à des leviers de longueur réduite permet l'application sur les disques d'efforts importants tout en conservant au dispositif un encombrement limité. -5- :- 5 - La disposition rtenue, parfaitement symétrique par rapport à un planperpendieulaire à l'axe de l'essieu, permet -d'assurer à tout moment des distances égales respectivement entre chaoune des facés du disque i66 et les disques fixes 67 et 68. La symétrie eonlfre en outre l'avantage d'obtenr des ousses parfaitement axiales. Les figures 3 et 4 représentent une variante de réalisation dans 1aquelle les leviers 11 et 21 prennent leur appui sur un flasque monob!oc 80, articulé à l'extrémité des bras 11A, 11, 21Ak, 21B, u par des articulations simples d'axe perpendiculaire à l'essieu 1, 81A, 81B, 82A, 82B et parallèle au plan des dLsques. Podr permettre les débatments angulaires entre le châssis 4, 4A et l':essieu 1, la pqutre 45 reliant les vérins 41 et 51 est fixée au bras 46 par= une articulation 46A autorisant la rotation de la poutre 45 autour de l'axe 46B du bras 46, perpendiculaire à l'essieu 1. Cette disposition a les mémes avantages que ceux de la ispss!- tion des figues s 1 et 2, avec en plus, un moindee encombrement. - - Les figures 5 et 6 montrent une variante dans laqelle -les leviers 11 et 21 sont réunis par deux belles 91 et- 92 articulées aux extrémités lA, 21kiA, et 11B, 21B par des articulations à rotule 93, 94, 95, 96. La poutre 45 réunissant les deux vérins est eette fois fite rigidement au bras 46 f'ixé au châssis 4. On peut envisager une variante de réalisation du dispositif des figures 5 et 6, en reliant comme le montre la figure 5A, la poutre 45 au bra 46 par une liaison axiale 46A autorisant une rotation de la poutre 45 aptour de l'axe 46B du bras 46 (conmme dans les figures 3 et 4)*.:: Mais alors, on remplace les articulations aà rotule (9t, 94, 95, 96) par des axes simples de direction verticale comme dans les figures 3 et 4. - La disposition des figures 5 et 6 et de sa variante sus indiquée a les mêmes avantages que ceux des dispositions des:figures 3 et.4, avec, en plus, un avantage d'un certain allégement. ' - - L'invention s'applique au freinage dea véhicules ferroviaires, notamment des tlrains grande vitesse. 6 - REVENDICATIONS = 1/ Dispositif de freinage d'un essieu relié à un châssis caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier disque (66) de carbone solidaire de l'essieu (1) coaxial à l'essieu, au moins deux dis- ques (67, 68) de carbone disposés parallèlement audit premier disque de part et d'autre de celui-ci, portés respectivement par deux demicoquilles (61, 62) coaxiales à l'essieu et séparées de ce dernier par des roulements (64, 65), chacune des demi-coquilles étant articulée à un levier (11, 21) dont une première extrémité est articulée par rotule à l'extrémité de la tige d'un vérin (41, 51) fixé par rotule audit chassis, les secondes extrémités desdits leviers (11, 21) étant réunis par des premiers moyens autorisant, en coopération avec des seconds moyens de réunion desdits vérins, des débattements entre ledit essieu (1) et ledit châssis (4, 4A). 2/ Dispositif selon la revendieation 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens sont cohstituésde deux flasques (31, 32) reliés chacun à une seconde extrémité d'un desdits leviers (11, 21) par une articulation (33A, 34A) simple d'axe perpendiculaire à l'essieu et parallèle au plan des disques, les deux flasques étant réunis entre eux par une liaison (35, 36) autorisant un débattement des flasques dans un plan parallèle au plan des disques, les seconds moyens de réunion des vérins composant une poutre (45) fixée rigidement à un bras (46) solidaire du châssis (4). 3/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens sont constitués d'un flasque monobloc (80) articulé aux secondes extrémités desdits leviers par des articulations (81A, 81B, 82A, 82B) simples d'axe perpendiculaire à l'essieu (1) et parallèle au plan des disques, les seconds moyens de réunion des vérins comprenant une poutre (45) reliée au chassis par l'intermédiaire d'une articulation simple (46A) autorisant une rotation de la poutre autour d'un axe perpendiculaire à l'essieu (1i. 4/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens comprennent une bielle (91) articulée aux secondes extrémités des leviers par des rotules (93, 94), les seconds moyens de réunion des vérins comportant une poutre (45) fixée rigidement à un bras (46) solidaire du chssis (4). / Disposittf selon la revendistion- 1, aractérisé en ce que lesdits premiers moyens comprennext une bielle (91} articulée au secondes extrémités des leviers par des articulations simples d'axe perpendicu- laire à l'essieu et parallle au plan des disques, les seconds moyens de réunion des vérins comprenant une poutre (45 reliée -- au chssis par 1'intermédiaire d'une articulation simple (46A) autorisant une rotation de la poutre autour d'un axe (46B3 perpendicu- laire à l'essieu.: - - 6/ Dispositif selon l'une des revendications à 5, oCaractérisé en ee que chaque levier (11, 21) comporte deux branches M(A, 11,I 12A, 12B3), le nombre des articulations ou des bielles eétant doublé. ! Dispositif selon l'unme des revendications 1 à 6, caractéris en ce que les extrémités des leviers (1I1, 21) situées du-rcté des -vérins sont réunies chacune au châssis (4A) par une bellette (T7:). placée verticalement et articulée d'une partpar rotule (72 a châssis (4A), d'autre part par rotule (732 audit levier'