Brevet FR2682443A1 — publié le 19930416

Garniture de frein, en particulier pour des freins à disques de véhicules sur rails L'invention concerne une garniture de frein selon le préambule de la revendication 1. La garniture de frein et le disque de freins à disques qui tournent à sec, s'usent mutuellement Ceci est également le cas pour des garnitures de freins réniformes, qui sont utilisées, de préférence, dans les pinces de freins d'installations de freins à disques pour des véhicules sur10 rails Dans le cas de tels dispositifs de freinage, l'allure qualitative du contour de l'usure du disque de frein est le résultat de plusieurs influences, comme la largeur relative de la garniture, la conformation de la garniture, la rigidité du support de la garniture de frein, la dimension et la15 position de la surface d'appui de la garniture de frein dans les supports de la garniture de frein, la rigidité de la garniture de frein, etc Il s'est avéré, en particulier, que la forme de la garniture de frein contribue très largement à déterminer le contour de l'usure au niveau du disque de frein Des garnitures de freins réniformes conduisent, en général, à une usure du disque non uniforme dans le sens radial, usure que l'on désigne encore par l'expression "fonctionnement à vide du frein à disque". Par ailleurs, on a constaté que les surfaces de friction de la garniture de frein et de disques de freins ne restent planes, pour une usure croissante, que si la forme de la garniture satisfait à des lois déterminées: Pour chaque rayon d'anneau de friction, il faut que le rapport entre la longueur de l'axe de la garniture et la périphérie de l'anneau de friction soit constant De plus, la position de l'attaque de la force de serrage doit tenir compte de l'influence de la pression et de la vitesse de glissement. La forme de la garniture pose un problème si, pour une longueur de garniture prédéterminée, par exemple la longueur de garniture qui est déterminée à l'avance par la10 géométrie d'un étrier de frein, requiert une surface de garniture plus importante, donc un volume d'usure supplémentaire de la garniture De même, des problèmes se posent si, dans le cas de pinces de freins déterminées, on passe d'une conformation réniforme des garnitures de freins à15 une forme à usure plane de la garniture, alors même que la position du point d'attaque de la force est déjà déterminée. Compte tenu des configurations ci-dessus, l'invention a pour objet de réaliser une garniture de frein, du genre en question, de façon que l'on puisse satisfaire de façon universelle les possibilités de conformations et différentes exigences de montage de constructions de l'étrier de frein ou de constructions de pinces de frein On cherche également à pouvoir disposer d'une grande surface de la garniture de frein, sans que l'on soit obligé d'admettre une usure non uniforme. Pour résoudre ce problème, l'invention propose les particularités qui sont indiquées dans la partie caractérisante de la revendication 1. Il a été constaté que des garnitures de freins n'ont pas besoin d'être formées selon les lois pour des surfaces de secteurs annulaires, ce qui signifie, en d'autres termes, que l'on a pu constater que dans le cadre de la possibilité du déplacement du point d'attaque de la force, des conformations sont possibles pour la garniture, dans lesquelles on obtient soit un rapport entre la longueur de l'arc de la garniture et la périphérie de l'anneau de friction, qui croît linéairement ou qui chute linéairement. Des formes de réalisation avantageuses ainsi que des développements de l'invention sont indiqués dans les autres revendications. Dans ce qui suit, on explicitera l'invention à l'aide d'exemples d'exécution, avec référence au dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une vue en plan d'une garniture de frein conforme à l'invention, avec représentation de son contour par rapport au contour d'une garniture en section d'anneau; la figure 2 montre la position de montage d'une garniture de frein présentant le contour selon la figure 1, dans la pince de freinage d'une installation de freinage pour des véhicules sur rails; et la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1, d'une garniture de frein selon une autre forme de réalisation de l'invention. Dans la figure 1, on a représenté en traits pleins la forme d'une garniture de frein du genre conforme à l'invention, laquelle garniture de frein peut être considérée comme une modification d'une garniture en forme de secteur d'un anneau La garniture de frein qui est représentée dans le dessin entre les points A',B',C, D', qui a la forme d'un secteur d'anneau, et qui correspond à la forme d'exécution dans laquelle, dans le cas idéal, la longueur de l'arc 1 (r) de la garniture est constante par rapport à la périphérie de l'anneau de friction 2 r 7 r A la périphérie extérieure de la garniture de frein de la forme d'un secteur annulaire, cela signifie que l(ra)/2 ran est constant, et de la même manière, on a pour la périphérie intérieure l(ri)/2 ri 7 r = constant. Afin de pouvoir loger la garniture de frein en tenant compte de la construction de pinces de freins selon l'agencement représenté dans la figure 2, la garniture de frein selon la figure 1 est, conformément à l'invention, conformée de telle façon que la périphérie extérieure est augmentée, ce qui revient à dire que la longueur de l'arc de la garniture l(ra) est choisie avec une plus grande valeur, alors que la5 périphérie intérieure, c'est-à-dire la longueur de l'arc de la garniture l(ri) est dimensionnée de façon plus faible. Selon la position de montage de l'agencement de la pince de frein selon la figure 2, il est possible de dégager verticalement vers le bas une telle garniture de frein qui assume ladite disposition dans le support de garniture de frein (après ouverture du dispositif de blocage de la garniture de frein), sans qu'une collision soit possible entre la périphérie intérieure de la garniture de frein avec le moyeu, et avec les vis de fixation de ce dernier.15 Afin d'obtenir, malgré la modification de la forme en secteur d'anneau, une usure sensiblement uniforme à du contour de la garniture de frein qui est formé au niveau des points A,B,C et D (figure 1), le point d'attaque initial E de la force, et qui est associé à la forme en secteur d'anneau, est déplacé radialement vers l'extérieur de manière que soit formé le point d'attaque de la force F de la forme modifiée. La garniture de frein de la forme modifiée selon l'invention, et qui est susceptible d'être introduite dans une pince de frein, à partir du bas, dans des guidages (non représentés), possède, par rapport aux garnitures de freins habituelles à conformation réniforme, l'avantage essentiel qui réside dans le fait que l'on évite ce que l'on désigne par une course à vide, au niveau du disque de frein En fonction de différentes grandeurs qui peuvent exercer une influence, les bords latéraux de la garniture sont variables, et peuvent présenter, par exemple, une configuration légèrement courbe comme représenté dans la figure 1, étant noté que la conformation correspondante des bords latéraux est également déterminée par la surface qui est nécessaire pour la garniture de frein. Dans la forme d'exécution selon l'invention, telle que représentée dans la figure 3, on a choisit, en modification d'une garniture en forme de secteur annulaire, une conformation dans laquelle la longueur de l'arc ou de la 5 courbe est dimensionnée à une valeur grande à sa périphérie, alors que les bords latéraux présentent une configuration légèrement courbe vers l'extérieur De cette manière, on obtient un gain notable en surface, comme cela est représenté par des hachures dans la moitié inférieure de la figure La garniture de frein représentée dans la figure 3 correspond à une conformation qui est utilisée dans des constructions d'étrier de freins La surface qui est disponible sur la périphérie extérieure de la garniture de frein, est déterminée par la dimension de l'ouverture du carter de15 l'étrier de frein, car des garnitures de freins de ce genre sont introduites, à partir du haut, dans l'étrier de frein. Grâce à la configuration modifiée de la forme d'exécution selon la figure 3, et qui augmente la périphérie intérieure, on obtient un gain de surface de la garniture sans que cela implique des modifications de construction à l'intérieur de l'étrier de frein Afin d'obtenir une usure sensiblement constante sur la totalité de la largeur, le point d'attaque de la force de l'agencement selon la figure 3 est dirigé davantage vers le milieu de l'axe, comparativement à celui d'un secteur annulaire classique, c'est-à-dire dans le cas d'une garniture sans surface supplémentaire. A l'aide des garnitures de freins réalisées selon l'invention, on peut obtenir, comme dans le cas de garnitures en forme de secteurs annulaires, une usure sensiblement plane ou parallèle entre garniture et disque, ce à quoi contribue également la position du point d'attaque de la force On peut également obtenir un gain en volume d'usure de la garniture, par l'accroissement de la surface de la garniture jusqu'à environ 20 %, ainsi que cela est visualisé par l'agencement selon la figure 3 Finalement, il est également possible d'adapter la forme de la garniture, dans le cadre des considérations de l'invention, pour assurer une usure parallèle au niveau de la garniture et du disque, dans le cas d'une position prédéterminée du point d'attaque de la force.5 La garniture de frein qui est représentée dans les figures 1 et 3 et qui est de forme modifiée selon l'invention, possède avantageusement une largeur qui est telle que cette garniture recouvre la totalité de la surface de friction au niveau du disque de frein, donc, dans10 l'agencement selon la figure 2, une extension radiale dans le sens horizontal; ceci assure une usure uniforme au niveau de la périphérie intérieure et de la périphérie extérieure du disque de frein, c'est-à-dire que l'on évite le problème d'un contour d'usure non uniforme de garnitures classiques, à recouvrement partiel. REVENDICATIONS 1 Garniture de frein, en particulier pour des freins à disques de véhicules sur rails, constituée par un élément de friction fixé sur un support de garniture, pour sa mise en oeuvre dans un étrier de frein ou dans un pince de frein, caractérisée par le fait que la surface de friction de la garniture de frein présente une forme qui s'écarte de la forme d'un secteur d'anneau de cercle et qui est déterminée par un rapport linéaire croissant entre la longeur 1 (r) de l'arc de la garniture et la périphérie 2 r N de l'anneau de friction. 2 Garniture de frein selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la projection des bords latéraux entre la périphérie intérieure et la périphérie extérieure de la garniture de frein, se coupent en un point qui se situe entre le centre de l'axe du disque de frein et la garniture de frein. 3 Garniture selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la projection des bords latéraux qui s'étendent entre la périphérie intérieure et la périphérie extérieure de la garniture de frein, se coupent en un point qui se situe radialement à l'extérieur de la garniture de frein. 4 Garniture de frein selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les bords latéraux sont cintrés vers l'intérieur. Garniture de frein selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les bords latéraux sont cintrés vers l'extérieur. 6 Garniture de frein selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle recouvre la totalité de l'extension radiale de la surface de friction du disque de friction.