Brevet FR2676261A1 — publié le 19921113

La présente invention concerne une pince pour système de freinage à disque à commande électro- hydraulique, en particulier pour tramways métropolitains, comprenant un corps qui porte une paire de patins de frein destinés à coopérer avec un disque tournant interposé entre eux, et des moyens de commande du serrage des patins par rapport au disque. Le but de la présente invention est de réaliser une pince pour des systèmes de freinage à disque du type défini ci-dessus, particulièrement adaptée à l'utilisation dans des tramways métropolitains à plancher surbaissé, ayant non seulement une conformation compacte et d'encombrement réduit, mais étant aussi caractérisée par une fiabilité de fonctionnement élevée. Ce but est atteint, selon la présente invention, grâce au fait que: le corps est muni de moyens pour son montage mobile en direction parallèle à l'axe du disque, l'un des deux patins de frein est fixe par rapport au corps et l'autre est mobile sous l'action des moyens de commande, lesdits moyens de commande comprennent un équipage mobile auquel sont associés fonctionnellement un dispositif hydraulique de freinage direct de service et un dispositif à ressort de freinage inverse ou indirect de stationnement et de secours, parmi lesquels le premier intervient en présence de pression de fluide hydraulique et le second intervient en l'absence de pression de fluide hydraulique, au dispositif susmentionné de freinage inverse est associé un organe de mise hors service actionnable de l'extérieur du corps, et ledit équipage mobile contient des moyens pour la récupération automatique des jeux de freinage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description détaillée qui suit, donnée en référence aux dessins annexés qui sont présentés purement à titre d'exemple non limitatif. La fig 1 est une vue en élévation latérale d'une pince selon la présente invention, associée au disque correspondant. La fig 2 est une vue en élévation frontale de la pince de la fig 1, en une coupe suivant la ligne Il-I-. La fig 3 représente à plus grande échelle un détail de la pince, en une coupe suivant la ligne III-III de la fig 2. Pour se référer aux figures, on a désigné par 1 dans son ensemble le corps d'une pince selon la présente invention pour système de freinage à disque, placé à cheval sur un disque tournant 2 qui est associé à une roue d'un tramway métropolitain. Le corps 1 est constitué par deux demi-coquilles 3 et 4 unies rigidement entre elles au moyen de vis de serrage 5. Le corps 1 entier est rendu flottant par rapport au châssis du véhicule (non représenté sur les figures), en direction parallèle à l'axe du disque 2, au moyen de supports coulissants 6 fixés rigidement à la demi- coquille 4 par des vis 7 respectives. Les demi-coquilles 3 et 4 accouplées définissent entre elles une fente interne allongée, sur les côtés de laquelle sont disposés deux patins de frein 8 et 9 entre lesquels le disque 2 est interposé Le patin de frein 8, associé à la demi-coquille 4, est fixe par rapport au corps 1, tandis que le patin 9, associé à la demi- coquille 3, est mobile par rapport au corps 1 en direction du patin fixe 8 Entre les deux demi-coquilles 3 et 4 sont disposées deux chevilles tubulaires transversales de guidage 10 qui guident le déplacement du patin 9 vers le patin 8 et qui sont fixées au corps 1 au moyen de vis Il vissées dans des trous taraudés 12 de la demi-coquille 4. A la demi-coquille 3 est associé un groupe 13 de commande du déplacement du patin de frein 9 Ce groupe comprend un piston creux 14, en contact avec le patin de frein 9, coulissant dans un logement cylindrique 15 de la demi-coquille 3 Le piston creux 14 porte intérieurement une vis coaxiale 14 a du type à filet réversible, tournée en direction opposée au patin 8, dont le rôle sera expliqué plus clairement ci-après. Le patin de frein 9 est en outre commandé par deux pistons auxiliaires 16 coulissant parallèlement au piston 14 dans des cylindres auxiliaires respectifs 17 formés dans l'épaisseur de la demi-coquille 3. Des conduits 18, formés dans la demi-coquille 3, alimentent respectivement en huile sous pression le cylindre 15 par des canaux 18 b et les cylindres 17 par des canaux 18 a, de manière à provoquer le déplacement des pistons 14 et 16 en direction du patin de frein 9. Le conduit 18 est raccordé à un tuyau extérieur d'alimentation en fluide sous pression (non représenté) par l'intermédiaire d'un élément de raccordement 18 c. Le groupe de commande 13 comprend en outre un manchon 19, coaxial à la vis 14 a, qui présente une partie 19 b de plus grand diamètre et une partie 19 a de plus petit diamètre La partie 19 b est coulissante dans un logement cylindrique 20 intérieur à la demi-coquille 3 et coaxial au cylindre 15, et il est défini, entre le logement cylindrique 20 et la partie lgb du manchon 19, une chambre 21 propre à recevoir de l'huile sous pression. Sur la surface latérale extérieure de la partie lob est creusée une denture axiale 22, du type en dents de scie, dont la fonction sera expliquée plus clairement dans la suite de la description. Le logement cylindrique 20 est fermé par un couvercle extérieur 23, fixé à la demi-coquille 3 au moyen de vis 23 a Le couvercle 23 ferme aussi un logement cylindrique 24, creusé dans l'épaisseur du manchon 19 dans sa partie l 9 b Dans le logement cylindrique 24 est disposé un paquet de rondelles-ressorts Belleville 25 Entre les ressorts 25 et le fond 24 a du logement cylindrique 24 est interposé un roulement de butée axiale à rouleaux cylindriques 26 pour permettre la rotation du manchon 19 par rapport aux ressorts 25. Sur la vis 14 a est vissée une vis femelle 27 qui se termine, à proximité du couvercle 23, par un logement intérieur 27 a de forme hexagonale qui permet de dévisser manuellement la vis femelle 27 par rapport à la vis 14 a. Pour empêcher le dévissage complet de la vis femelle 27 par rapport à la vis 14 a, il est disposé, à l'extrémité de la vis 14 a opposée au piston 14, une rondelle 14 c de fin de course, bloquée dans le siège par une vis 14 b. Entre la vis femelle 27 et la partie 19 a du manchon 19 est interposée une douille 28 qui présente une partie terminale à surface conique 28 a qui s'adapte, respectivement extérieurement et intérieurement, à des surfaces coniques correspondantes 19 c du manchon 19 et 27 b de la vis femelle 27 A proximité du piston 14, à l'intérieur de la douille 28, il est formé une rainure circonférentielle 29 a occupée par un anneau élastique 29 qui constitue une surface d'épaulement pour un roulement à billes de butée 30 Entre le roulement 30 et la vis femelle 27 est disposée une rondelle-ressort Belleville 31, de telle sorte que quand la rondelle-ressort 31 est comprimée, elle détermine la séparation de la partie conique 28 a et de la surface 27 b, permettant ainsi la rotation de la vis femelle 27 par rapport à la douille 28 et à la vis 14 a. Le manchon 19 présente également, à l'intérieur de sa partie lga et à proximité du piston 14, une rainure annulaire 32 a dans laquelle est inséré un anneau élastique 32 qui forme un épaulement pour une rosette 33 Entre la rosette 33 et la douille 28 est interposée une rondelle-ressort Belleville 34 qui a tendance à maintenir le contact entre la partie conique 28 a et la surface conique 19 c du manchon 19 Dans une forure cylindrique 35 a, pratiquée transversalement par rapport au cylindre 20 dans la demi-coquille 3, est insérée une cheville coulissante 35, sur l'extrémité 35 b de laquelle est formée une dent d'encliquetage qui est en prise avec la denture 22 du manchon 19 La cheville 35 présente un relief annulaire 36 propre à former un épaulement pour un ressort hélicoïdal 37 qui a tendance à pousser la cheville 35 en direction de la denture 32 Entre le relief annulaire 36 et l'extrémité 35 b est formé un autre relief annulaire 38, semblable au relief 36, qui définit, avec une surface d'épaulement 39 a formée dans la demi-coquille 3 transversalement par rapport à la formure cylindrique 35 a, une chambre 39 propre à recevoir de l'huile sous pression pour commander le désengagement entre l'extrémité 35 b de la cheville 35 et la denture 22 Ce désengagement peut être aussi obtenu manuellement, en agissant avec un outil sur un étrier 40 fixé à l'extrémité externe de la cheville 35, pour exercer sur celle-ci une traction suffisante pour vaincre la force élastique du ressort 37. Pour le fonctionnement correct du groupe de commande 13, il est préférable que le ressort 25 soit celui qui a la rigidité la plus élevée, que le ressort 34 ait une rigidité inférieure à celle du ressort 25, et que le ressort 31 ait une rigidité intermédiaire entre celles du ressort 25 et du ressort 34. Dans le fonctionnement normal du véhicule, la chambre 21 est sous pression, ce qui a tendance à pousser le manchon 19 en direction opposée au patin mobile 9, déterminant ainsi la compression du ressort 25 Si le conduit 18 est privé de fluide sous pression, les patins de frein 8 et 9 restent à légère distance du disque 2. Le corps 1, étant flottant par rapport au disque 2, reste automatiquement centré sur le disque 2. L'introduction d'huile sous pression dans le conduit 18 provoque le déplacement des pistons 14 et 16 dans les cylindres 15 et 17 respectifs, ce qui détermine le serrage des patins 8 et 9 contre le disque 2 (freinage direct) Le mouvement du piston 14 entraîne la vis 14 a, provoquant un déplacement de la vis femelle 27 et de la douille 28 que l'on peut considérer comme subdivisé en deux phases: Au cours de la première phase, il se produit la compression du ressort 34, qui est celui qui est le plus facilement déformable, tandis que la vis femelle 27 et la douille 28 restent accouplées axialement entre elles, en raison de la plus grande rigidité du ressort 31 La course de compression du ressort 33 est égale au double de la distance qui existe initialement entre les plaquettes et le disque, en plus d'une cote fixe de tolérance due à la déformation élastique de la pince au cours de son fonctionnement. Au cours de la seconde phase, dans laquelle le ressort 34 est complètement comprimé et, en conséquence, la douille 28 est appliquée contre la rosette 33 et l'anneau 32, il se produit le désaccouplement entre la vis femelle 27 et la douille 28, suivi du rétablissement de l'accouplement conique entre la vis femelle 27 et la douille 28 sous l'effet du vissage spontané de la vis femelle 27 sur la vis 14 a, sur le filet réversible de la vis 14 a Au cours de cette phase, grâce à la rotation unidirectionnelle de la vis femelle 27 et à la translation consécutive de la vis 14 a, il se produit la mémorisation de la nouvelle position du piston 14, déplacé vers le disque 2 de la moitié de la cote due à l'usure des plaquettes 8 et 9 et du disque 2. En l'absence d'huile sous pression dans la chambre 21, il se produit un déplacement du manchon 19 en direction du patin de frein 8 sous l'action élastique du ressort 25 Le manchon 19 entraîne dans son mouvement la douille 28, la vis femelle 27, la vis 14 a et le piston correspondant 14, causant le rapprochement des plaquettes 8 et 9 par rapport au disque 2 et exerçant ainsi l'action de freinage inverse ou indirect Dans ce cas, le manchon 19 ne peut pas tourner à l'intérieur du siège cylindrique 20, car il est maintenu dans une position angulaire fixe sous l'action de la cheville 35. La réintroduction d'huile sous pression dans la chambre 21 détermine le retour à une situation de fonctionnement normal, avec l'annulation de l'effort de freinage sur le disque 2. Dans le cas o le freinage inverse intervient, il est possible d'annuler la force du ressort 25 en exerçant une traction sur la cheville 35, soit en agissant manuellement sur l'étrier 40, soit en alimentant la chambre 39 en fluide sous pression, de manière à dégager cette cheville des dents 22 du manchon 19 contre l'action du ressort 37 Dans ce cas, le manchon 19 tourne en même temps que la douille 28 et la vis femelle 27, ce qui détermine la translation du groupe 13 entier et la décharge du ressort 25 La réintroduction d'huile dans la chambre 21 produit le rétablissement des conditions de fonctionnement normal. Pour remplacer les patins de frein 8 et 9, il suffit de dévisser les vis 11 des écrous 12 respectifs, de manière à séparer le guide 10 du corps 1, ce qui rend possible l'enlèvement des patins 8 et 9 hors la pince. En agissant ensuite sur le logement hexagonal 27 a de la vis femelle 27, on détermine le recul du piston 14, tandis que les pistons 16 rentrent dans leurs cylindres 17 respectifs sous l'effet d'une légère pression sur la plaquette 9. REVENDICATIONS 1. Pince pour des systèmes de freinage à disque à commande électrohydraulique, en particulier pour tramways métropolitains, comprenant un corps ( 1) qui porte une paire de patins de frein ( 8, 9) destinés à coopérer avec un disque tournant ( 2) interposé entre eux, et des moyens ( 13, 16, 18) de commande du serrage des patins ( 8, 9) par rapport au disque ( 2), caractérisée en ce que le corps ( 1) est muni de moyens ( 6) pour son montage mobile en direction parallèle à l'axe du disque ( 2), l'un ( 8) des deux patins de frein est fixe par rapport au corps ( 1) et l'autre ( 9) est mobile sous l'action des moyens de commande ( 13, 16, 18), lesdits moyens de commande ( 13, 16, 18) comprennent un équipage mobile ( 13) auquel sont associés fonctionnellement un dispositif hydraulique de freinage direct de service ( 18) et un dispositif à ressort de freinage inverse ( 21, 25) de stationnement et de secours, parmi lesquels le premier ( 18) intervient en présence de pression de fluide hydraulique et le second ( 21, 25) intervient en l'absence de pression de fluide hydraulique, au dispositif susmentionné de freinage inverse ( 21, ) est associé un organe de mise hors service ( 35) actionnable de l'extérieur du corps ( 1), et ledit équipage mobile ( 13) contient des moyens ( 14 a, 27 > pour la récupération automatique des Jeux de freinage. 2. Pince selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'équipage mobile ( 13) susmentionné comprend un piston creux ( 14) coulissant dans un premier cylindre ( 15) et portant une vis coaxiale ( 14 a) dans sa cavité, une douille ( 28) coaxiale à ladite vis ( 14 a), une vis femelle ( 27) interposée entre la vis ( 14 a) et la douille ( 28), en prise avec la vis ( 14 a) et pouvant tourner par rapport & la douille ( 28), un manchon ( 19) coaxial à la douille ( 28), sur lequel peut coulisser ledit piston creux ( 14), des moyens d'accouplement axial désaccouplables à surface conique ( 19 c, 27 b, 28 a) entre ladite vis femelle ( 2 ?), ladite douille ( 28) et ledit manchon ( 19), des moyens élastiques de poussée axiale ( 31, 32) entre la vis femelle ( 27) et la douille ( 28) et entre la douille ( 28) et le manchon ( 19), des moyens élastiques de freinage inverse ( 25), disposés entre le corps ( 1) et le manchon ( 19), tendant à presser l'équipage mobile ( 13) dans la direction du patin fixe ( 8), en ce que le dispositif hydraulique de freinage direct comprend un circuit hydraulique ( 18) qui relie une source de fluide hydraulique sous pression audit premier cylindre ( 15), et en ce que le manchon ( 19) est formé avec un piston ( 19 b) qui coulisse dans un deuxième cylindre ( 20) du corps ( 1) et est relié & ladite source de fluide hydraulique sous pression pour s'opposer à l'action desdits moyens élastiques de freinage inverse ( 25). 3. Pince selon la revendication 2, caractérisée en ce que le manchon ( 19) susmentionné peut tourner autour de son axe et comprend une partie ( 19 b) munie extérieurement d'une denture axiale ( 22) en prise avec une extrémité ( 35 b) d'une cheville ( 35) repoussée vers la denture ( 22) sous l'action d'un ressort ( 37 >, ladite cheville ( 35) pouvant être dégagée au moyen d'une commande mixte, manuelle ( 40) ou hydraulique ( 39). 4. Pince selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite denture ( 22) est du type en dents de scie et en ce que l'extrémité ( 35 b) de la cheville ( 35) présente au moins une dent d'encliquetage de forme correspondante. 5. Pince selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce qu'il est en outre associé, au patin mobile ( 9), deux pistons auxiliaires ( 16) coulissant parallèlement audit piston creux ( 14) dans des cylindres auxiliaires ( 17) respectifs alimentés par ledit circuit hydraulique ( 18) du dispositif hydraulique de freinage direct. 6. Pince selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit corps ( 1) est constitué par deux demi-coquilles ( 3, 4) accouplées entre elles qui portent des chevilles de guidage communes ( 10), fixées sur ces demi-coquilles de manière à permettre le glissement du patin mobile ( 9) par rapport au disque ( 2).