Brevet FR2688756A1 — publié le 19930924

Tringlerie de frein à disque pour véhicules ferroviaires équipés d'essieux mobiles en translation transversale. L'invention se rapporte à un dispositif de gui- dage pour une tringlerie de frein a disque sur essieu servant à freiner un essieu mobile en translation trans- versale Les essieux de ce type sont utilisés de préfé- rence pour les bogies de wagons de marchandises qui sont équipés uniquement d'une suspension élastique entre les bottes d'essieu et le châssis du bogie Il se produit des mouvements de translation transversales de l'essieu par rapport au châssis du bogie, qui sont périodiques en présence d'un mouvement de lacet et aléatoires à l'occa- sion de l'entrée dans une courbe de la voie ou bien en présence de défauts horizontaux de la voie Etant donné que ces translations transversales sont d'une amplitude supérieure au jeu entre le disque de frein et les garni- tures de freins, il se produit donc un contact fréquent entre les garnitures et le disque, d'o il résulte une usure prématurée des garnitures En raison du risque de givrage, on ne peut pas envisager d'élargir le jeu des garnitures. Un frein à disque pour un essieu mobile en translation transversale est décrit dans le DE-B 22 33 Un élément intermédiaire suspendu de façon pendulai- re, auquel est articulée la tringlerie de frein munie d'un cylindre de frein, se déplace transversalement par un mouvement qui est pris sur la botte d'essieu, au moyen d'une biellette Etant donné que cette solution exige une certaine hauteur d'encombrement, l'utilisation sur des véhicules moteurs est limitée et elle n'est pas applicable aux bogies de wagons de marchandises. Le DE-A 24 26 951 donne une autre solution. L'installation de frein à disque sur roue est suspendue de façon pendulaire au châssis du véhicule ou au châssis du bogie au moyen de jumelles suspendues, et elle se dé- place en translation transversale par un mouvement pris sur la boite d'essieu sous l'action d'une biellette mon- tée élastiquement sur la partie débordante de la traver- se de frein, biellette qui est mobile en direction verti- cale mais presque rigide dans la direction horizontale transversale De cette façon, les déplacements verticaux de l'essieu sont maintenus isolés de l'installation de frein à disque, les mouvements orientés transversalement dans la direction horizontale, que l'essieu décrit, sont transmis à la traverse de frein Les leviers de tenaille sont montés oscillants sur la traverse de frein et les supports de garnitures, portant les garnitures de frein ainsi que le cylindre de frein avec son dispositif de rattrapage sont à leur tour montés oscillants sur ces le- viers En raison de leur différence de masse et de mo- ment d'inertie de masse, et en raison du montage articu- lé, les garnitures peuvent se déplacer indépendamment de la traverse de frein, de sorte que ceci ne garantit pas l'obtention de l'effet désiré l'absence de contact en- tre les garnitures et le disque. L'invention a pour but de créer un dispositif de guidage qui ne demande qu'un petit volume d'encombre- ment et qui permette d'assurer un guidage exact des gar- nitures de frein en maintenant un faible jeu des garnitu- res par rapport au disque de frein Le problème de l'ar- ticulation transversale de la tringlerie de frein à dis- que est résolu, comparativement aux solutions connues, par le fait que les moyens qui transmettent l'excursion ne transmettent qu'une partie de la course, avec un rap- port de bras de levier approprié. A cet effet, la présente invention propose une tringlerie de frein à disque pour un véhicule ferroviaire comprenant un essieu mobile en translation transversale, composé d'un cylindre de frein avec dispositif de rattrapage, des leviers de tenaille, une traverse, des garnitures de frein avec leurs supports et des jumelles doubles, l'essieu présentant des disques de frein sur l'axe de l'essieu et tourillonnant aux deux extrémités dans des boîtes d'essieu, cette tringlerie étant caractérisée en ce qu'entre la boîte d'essieu et le châssis du bogie, est prévu un levier oscillant, monté articulé de deux côtés, et dont le point d'articulation intérieur forme un rapport de bras de levier qui correspond au rapport de bras de levier d'une partie de la tringlerie de frein à disque, à laquelle la lame est articulée, dont la mobilité par l'intérieur des trous allongés est contenue par une liaison par action de force, au moyen d'une rondelle et d'un ressort, la lame présentant encore un point d'articulation auquel est articulée une bielle recourbée qui relie le point d'articulation intérieur du levier oscillant à la lame. Selon un mode de mise en oeuvre, ladite partie de la tringlerie de frein à disque est le levier de tenaille et la lame est associée, avec pression établissant une liaison par action de force sur la zone d'articulation de la traverse. Selon un autre mode de mise en oeuvre, ladite partie de la tringlerie de frein à disque est constituée par la jumelle double, dans laquelle est pratiqué, dans le rapport de bras de levier, un perçage dans lequel se trouve, axialement avec jeu, une vis présentant un jeu radial équivalent par rapport au jeu des garnitures de frein, qui présente un épaulement suivi d'un filetage, la lame étant montée sur l'épaulement par une liaison par action de force. De préférence, le levier oscillant est articulé à une extrémité tandis qu'à l'autre extrémité, il est en supplément monté mobile en coulissement longitudinal. Il en résulte l'avantage consistant en ce que les dispositifs de compensation d'usure ne doivent pas nécessairement attaquer les points d'articultion du sup- port de garniture de frein, o l'on ne dispose que de peu de place, mais au contraire, entre les points mobi- les et les points fixes des leviers de tenaille ou des jumelles Dans le cas des leviers de tenaille, c'est de préférence l'endroit o la traverse est articulée. Deux exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins et décrits avec plus de dé- tails dans ce qui suit Le dispositif de guidage articu- lé sur les leviers de tenaille est représenté par les fi- gures suivantes: La figure 1 est une coupe horizontale de la par- tie avant d'un bogie de wagon de marcnandises; la figure 2 est une vue de côté de lapartie avant d'un bogie de wagon de marchandises; la figure 3 est une coupe verticale prise dans le plan de la traverse de la tringlerie de frein; la figure 4 est une coupe longitudinale vertica- le de la partie avant du bogie de wagon de marchandises, immédiatement en arrière de la roue. L'exemple de réalisation dans lequel le disposi- tif de guidage est articulé aux jumelles est représenté par les figures suivantes: La figure 2 est une vue de côté de la partie avant d'un bogie de wagon de marchandises (comme dans le premier exemple de réalisation; la figure 5 est une coupe verticale de la par- tie avant d'un bogie de wagon de marchandises; la figure 6 est une coupe verticale de la par- tie avant d'un bogie de wagon de marchandises; la figure 6 est une coupe horizontale prise au niveau de la lamelle; la figure 7 est une coupe verticale de la par- tie avant d'un bogie de wagon de marchandises immédiate- ment en arrière de la roue. Dans l'exemple de réalisation comportant articu- lation sur les leviers de tenaille, l'essieu 1 mobile en translation latérale est composé des disques de frein 2, des roues 3 et de l'axe 4 de l'essieu et il est guidé sur chaque côté dans une botte d'essieu 5 Sur la botte d'essieu 5 est montée une butée 6 servant à limiter le débattement élastique dans le sens descendant, et qui porte un palier 7 Un autre palier 8 est fixé au châssis 9 du bogie qui présente la forme d'un H Entre les deux paliers 8 et 9, se trouve un levier de guidage 10 qui est monté mobile en rotation et pivotement à une extrémi- té tandis qu'à l'autre extrémité, il est monté en supplé- ment mobile en coulissement longitudinal Sur l'axe 4 de l'essieu sont disposés deux ou plus de deux disques de frein 2 Les tringleries de frein à disque sont compo- sées des garnitures de frein 11, avec leurs supports de garnitures, des leviers de tenaille 12, qui sont reliés par des traverses 13, et du cylindre de frein 14, muni du dispositif de rattrapage Ce cylindre de frein 14 est articulé sur la console 24 du châssis 9 du bogie, par une articulation 15 avec une mobilité de pivotement limi- tée mais bloqué en translation dans la direction parallè- le à l'axe du cylindre Les garnitures de frein Il mu- nies de leurs supports, qui se trouvent des deux côtés du disque de frein 2, sont suspendues à la console 24, de façon pendulaire, par des jumelles doubles 23 De cet- te façon, les garnitures de frein 11 peuvent accompagner la translation transversale de l'essieu, mais le disposi- tif de guidage décrit est nécessaire pour que cette translation se produise sans contact lorsque le frein est desserré Une lame 16 est pressée sur la traverse 13 par un ressort 18, avec interposition d'une rondelle 17. La force d'application est suffisamment grande pour qu'en dépit des trous allongés 19 de la lame 16, il exis- te une liaison par action de force suffisante Lorsque le frein est desserré, les garnitures de frein 11, avec leurs supports, se déplacent sous l'action de la lame 16, par l'intermédiaire des leviers de tenaille 12, le cylindre de frein muni de son dispositif de rattrapage 14 constituant alors le point fixe des leviers de tenail- le 12 D'un autre côté, lors du freinage et avec l'usure qui s'est produite, sous l'effet des grandes forces d'ar- ticulation qui se développent dans la tringlerie de frein, la lame 16 est amenée à la bonne position par l'in- térieur du trou allongé 19, de sorte qu'il y a le même jeu des deux côtés du disque de frein 2 L'entraînement de la lame 16 s'effectue par le levier oscillant 10 Ce levier oscillant 10 a le même rapport de bras de levier que le levier de tenaille 12 A un point d'articulation intérieur 20 du levier oscillant 10, est articulée une bielle recourbée 21 L'autre extrémité de cette bielle 21 s'articule à la lamelle 16, au point d'articulation 22 Grâce à l'accouplement du levier oscillant 10 et du levier de tenaille 12 par la bielle recourbée 21 et la lame 16, les garnitures de frein 11, avec leurs sup- ports, subissent la même translation transversale que l'essieu 1 et, de cette façon, indépendamment de la translation transversale de l'essieu 1 qui se produit à un moment donné, il existe un jeu constant, sans con- tact, entre les garnitures de frein 11 et le disque de frein 2. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 5, 6 et 7, dans lequel le dispositif de guidage attaque les jumelles doubles 23, on utilise le même essieu 1 mo- bile en translation latérale, qui est monté dans les boî- tes d'essieu 5 au-delà des disques de frein 2 dans les bottes d'essieu 5 Sur la botte d'essieu 5, se trouve un palier 4 et un autre palier 5 est fixé au châssis 9 du bogie, qui est en forme de H Entre les deux paliers d et 9, se trouve un levier oscillant 10 qui est monté mo- bile en rotation et en pivotement à une extrémité tandis qu'à l'autre extrémité, il est monté en supplément mobi- le en coulissement longitudinal Sur l'axe 4 de l'es- sieu, sont disposés deux ou plus de deux disques de frein 2 Les tringleries de commande du frein à disque sont composées des garnitures de frein 11, avec les sup- ports de garnitures, les leviers de tenaille 12, qui sont réunis par des traverses 13, et du cylindre de frein 14 muni de son dispositif de rattrapage. Les garnitures de frein 11 situées sur les deux côtés du disque de frein 2, avec leurs supports sont suspendues de façon pendulaire à la console 24 par des jumelles doubles 23. De cette façon, les garnitures de frein 11 peu- vent accompagner la translation transversale de l'essieu 1 Toutefois, afin que ceci puisse s'effectuer sans con- tact lorsque le frein est desserré, dans cet exemple de réalisation, le dispositif de guidage attaque les jumel- les doubles 23 A cet effet, la jumelle 23 comprend, en- tre le point de suspension 25 sur la console 24 et au point d'articulation 26 pour la garniture de frein Il dans le même rapport de bras de levier que le levier os- cillant 10, un perçage 27 qui peut recevoir la vis 28 Le jeu de la vis 28 dans le perçage 27 est inférieur, dans le rapport de bras de levier, au jeu entre la garniture de frein 11 et le disque de frein 12 La vis 28 présente un épaulement 29 suivi du filetage Sur cet épaulement repose une rondelle 17 qui empêche que la vis 28 ne soit bloquée dans le perçage 27 de la jumelle 23 Entre la rondelle mentionnée en premier lieu et une seconde ron- delle 17, se trouve la lame 16 percée d'un trou allongé 19 qui est de longueur telle que l'épaulement 29 de la vis 28 puisse accompagner l'usure éventuelle de la garni- ture de frein 11 du disque de frein 2 qui se produit Le ressort 18, avec la troisième rondelle 17, produit la né- cessaire liaison par action de force entre la lame 16 et la vis 28 Cette liaison est nécessaire pour assurer la translation transversale des garnitures de frein 11 et des autres éléments de la tringlerie Lorsqu'une usure s'est produite, les forces d'application exercées sur les garnitures de frein Il lors du freinage sont suffi- samment grandes pour que la liaison par action de force soit surmontée et pour que la bonne position s'établis- se La vis 28 logée dans le perçage 27 se trouve en ap- pui contre les jumelles 23 en position extérieure lors- que le frein est desserré, comme ceci est représenté sur la figure 6 Lors du freinage, la vis 28 vient en appui en position intérieure La lame 16 est, ici aussi comme dans le premier exemple de réalisation, déplacée, par l'intermédiaire d'un point d'articulation 22 de la biel- le recourbée 21, au-delà d'un point d'articulation inté- rieur 20 du levier oscillant 10 Le levier oscillant 10 a le même rapport de bras de levier que les jumelles 23. Grâce à l'égalité des rapports de bras de levier, les garnitures de frein 11 subissent les mêmes translations transversales que l'essieu 1, et on est certain d'obte- nir un jeu identique entre les garnitures de frein 11. R E V E N D I C A T I O N S 1 Tringlerie de frein à disque pour un véhicu- le ferroviaire comprenant un essieu mobile en transla- tion transversale, composé d'un cylindre de frein avec dispositif de rattrapage, des leviers de tenaille, une traverse, des garnitures de frein avec leurs supports et des jumelles doubles, l'essieu présentant des disques de frein sur l'axe de l'essieu et tourillonnant au deux extrémités dans des bottes d'essieu, caractérisée en ce qu'entre la botte d'essieu ( 5) et le châssis ( 9) du bo- gie, est prévu un levier oscillant 10, monté articulé de deux côtés, et dont le point d'articulation intérieur ( 20) forme un rapport de bras de levier qui correspond au rapport de bras de levier d'une partie de la tringle- rie de frein à disque, à laquelle la lame ( 16) est arti- culée, dont la mobilité par l'intérieur des trous allongés ( 19) est contenue par une liaison par action de force, au moyen d'une rondelle ( 17) et d'un ressort ( 18), la lame ( 16) présentant encore un point d'articulation ( 22) au- quel est articulée une bielle recourbée ( 21) qui relie le point d'articulation intérieur ( 20) du levier oscil- lant ( 10) à la lame ( 16). 2 Tringlerie de frein à disque selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que ladite partie de la tringlerie de frein à disque est le levier de tenaille ( 12) et la lame ( 16) est associée, avec pression établis- sant une liaison par action de force sur la zone d'arti- culation de la traverse ( 3). 3 Tringlerie de frein à disque selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que ladite partie de la tringlerie de frein à disque est constituée par la jumel- le double ( 23), dans laquelle est pratiqué, dans le rap- port de bras de levier, un perçage ( 27) dans lequel se trouve, axialement avec jeu, une vis ( 28) présentant un jeu radial équivalent par rapport au jeu des garnitures de frein, qui présente un épaulement ( 29) suivi d'un fi- letage, la lame ( 16) étant montée sur l'épaulement ( 2 ) par une liaison par action de force. 4 Tringlerie de frein à disque selon la reven- dication 1, caractérisée en ce que le levier oscillant ( 10) est articulé à une extrémité tandis qu'à l'autre ex- trémité, il est en supplément monté mobile en coulisse- ment longitudinal.