FR2698142A1 - Disc brake assembly for vehicles esp. railway vehicles - comprises hub, and disc brake with two rings having series of radiating slits,with connecting device of hub equipped with bores in which is placed internal collar - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un ensemble de frein à disque du type comprenant d'une part un moyeu destiné à être rendu solidaire d'une pièce rotative à freiner, et d'autre part un disque de freinage comprenant deux anneaux de frottement parallèles et coaxiaux reliés entre eux par une série d'entretoises, et une collerette intérieure radiale munie de perçages pour sa fixation par boulons sur un organe de liaison en saillie sur la surface extérieure du moyeu. Elle s'applique notamment au freinage des véhicules ferroviaires. The present invention relates to a disc brake assembly of the type comprising on the one hand a hub intended to be made integral with a rotary part to be braked, and on the other hand a braking disc comprising two parallel friction rings and coaxial interconnected by a series of spacers, and a radial inner flange provided with holes for its fixing by bolts on a connecting member projecting from the outer surface of the hub. It applies in particular to the braking of railway vehicles.
Le FR-A-2 287 623 décrit un ensemble de frein à disque de ce type dans lequel la collerette intérieure du disque est reliée par une série de boulons à un voile radialement élastique en saillie extérieure sur le moyeu. FR-A-2 287 623 describes a disc brake assembly of this type in which the inner flange of the disc is connected by a series of bolts to a radially elastic web projecting from the outside on the hub.
Le voile élastique permet au disque de se dilater lors des freinages.The elastic veil allows the disc to expand during braking.
Dans certaines applications, l'espace radial entre le disque et le moyeu s'avère insuffisant pour loger un tel voile élastique. L'invention a pour but de fournir une solution qui convienne pour de telles applications et qui autorise néanmoins la dilatation du disque sans que celui-ci soit soumis à des contraintes excessives lors de ses dilatations. In certain applications, the radial space between the disc and the hub proves to be insufficient to accommodate such an elastic web. The object of the invention is to provide a solution which is suitable for such applications and which nevertheless allows the disk to expand without it being subjected to excessive stress during its expansion.
A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble de frein à disque du type précité, caractérisé en ce que
- chaque anneau comporte sur toute son épaisseur une série de fentes rayonnantes; et
- l'organe de liaison du moyeu est une collerette radiale munie de perçages et contre laquelle s'accole la collerette intérieure du disque.To this end, the invention relates to a disc brake assembly of the aforementioned type, characterized in that
- Each ring has over its entire thickness a series of radiating slots; and
- The hub connecting member is a radial flange provided with holes and against which the inner flange of the disc is joined.
Suivant d'autres caractéristiques :
- les fentes s'étendent de la périphérie extérieure à la périphérie intérieure de chaque anneau;
- les fentes d'un anneau sont décalées angulairement d'un demi-pas par rapport à celles de l'autre anneau;
- chaque entretoise relie une zone circonférentiellement marginale d'un secteur d'un anneau à une zone circonférentiellement marginale à peu près en regard d'un secteur de l'autre anneau;
- les entretoises sont des ailettes rayonnantes s'étendant sur la plus grande partie de la dimension radiale des anneaux;
- les ailettes ont alternativement une section en forme générale de S et en forme générale de
Z symétrique de la précédente;
- les entretoises sont des colonnettes parallèles à l'axe du disque, réparties en une ou plusieurs couronnes;
- le disque de freinage est monobloc;;
- le disque de freinage est constitué de deux demi-disques monoblocs s 1étendant chacun sur 1800 et dont chacun possède une demi-collerette intérieure, des moyens de liaison amovibles étant prévus entre les deux demidisques; et
- les moyens de liaison sont des boulons qui s'appuient sur des entretoises des deux demi-disques voisines du plan de joint.According to other characteristics:
- The slots extend from the outer periphery to the inner periphery of each ring;
- The slots of one ring are angularly offset by half a step with respect to those of the other ring;
- Each spacer connects a circumferentially marginal zone of a sector of a ring to a circumferentially marginal zone roughly opposite a sector of the other ring;
- The spacers are radiating fins extending over most of the radial dimension of the rings;
- the fins alternately have a section in the general shape of S and in the general shape of
Z symmetrical to the previous one;
- The spacers are columns parallel to the axis of the disc, distributed in one or more rings;
- the brake disc is in one piece;
- The braking disc consists of two monoblock half-discs s each extending over 1800 and each of which has an inner half-flange, removable connecting means being provided between the two half-discs; and
- The connecting means are bolts which are supported on spacers of the two half-discs adjacent to the joint plane.
Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur lesquels
- la Figure 1 représente en perspective, avec arrachement, un disque de frein monobloc destiné à être utilisé dans un ensemble de frein à disque suivant l'invention;
- la Figure 2 est un quart de vue en élévation de ce disque;
- la Figure 3 est un quart de vue en perspective du même disque;
- la Figure 4 est une demi-vue qui représente en coupe axiale l'ensemble de frein à disque complet; et
- la Figure 5 est une vue analogue à la
Figure 1 d'une variante.Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 shows in perspective, with cutaway, a one-piece brake disc intended for use in a disc brake assembly according to the invention;
- Figure 2 is a quarter view in elevation of this disc;
- Figure 3 is a quarter perspective view of the same disc;
- Figure 4 is a half view which shows in axial section the complete disc brake assembly; and
- Figure 5 is a view similar to the
Figure 1 of a variant.
Le disque de frein 1 représenté aux Figures 1 à 3, d'axe général X-X, est une pièce monobloc en fonte ou en acier. I1 est constitué de deux anneaux parallèles et coaxiaux 2, 3 reliés par une série d'entretoises 4, et d'une collerette intérieure annulaire 5. The brake disc 1 shown in Figures 1 to 3, of general axis X-X, is a single piece of cast iron or steel. I1 consists of two parallel and coaxial rings 2, 3 connected by a series of spacers 4, and an annular inner flange 5.
Chaque anneau 2, 3 définit sur sa surface extérieure une piste annulaire de friction pour des mâchoires de disque non représentées. Il est divisé en un certain nombre de secteurs identiques, 6, 7 respectivement, par des fentes 8, 9 respectivement, s'étendant sur toute son épaisseur et de sa périphérie extérieure à sa périphérie intérieure. Dans l'exemple représenté, chaque anneau forme quinze secteurs. Les secteurs 6 de l'anneau 2 sont décalés angulairement d'un demi-pas par rapport aux secteurs 7 de l'anneau 3. Each ring 2, 3 defines on its outer surface an annular friction track for disc jaws not shown. It is divided into a number of identical sectors, 6, 7 respectively, by slots 8, 9 respectively, extending over its entire thickness and from its outer periphery to its inner periphery. In the example shown, each ring forms fifteen sectors. The sectors 6 of the ring 2 are angularly offset by half a step with respect to the sectors 7 of the ring 3.
Les entretoises 4 sont des ailettes rayonnantes qui s'étendent sur l'essentiel de la dimension radiale des deux anneaux. Ces ailettes ont plus précisément une forme légèrement gauche, avec une section alternativement en forme de S allongé et en forme de Z allongé symétrique par rapport audit S. Cette forme est choisie pour permettre à un bord 10 de chaque ailette, s'étendant radialement, d'être relié à une zone circonférentiellement marginale d'un secteur 6, et à son autre bord 11, s'étendant également radialement, d'être relié à la zone circonférentiellement marginale correspondante, légèrement décalée angulairement, d'un secteur 7. The spacers 4 are radiating fins which extend over most of the radial dimension of the two rings. These fins more precisely have a slightly left shape, with a section alternately in the form of an elongated S and in the form of an elongated Z symmetrical with respect to said S. This shape is chosen to allow an edge 10 of each fin, extending radially, to be connected to a circumferentially marginal zone of a sector 6, and to its other edge 11, also extending radially, to be connected to the corresponding circumferentially marginal zone, slightly angularly offset, of a sector 7.
Ainsi, comme on le voit sur les Figures 1 et 3, l'ensemble des ailettes 4 forme, en vue radiale dirigée vers l'axe X-X, un zigzag qui définit une continuité de matière entre les deux anneaux 2 et 3 sur tout le pourtour et sur toute la dimension radiale du disque. La collerette intérieure 5 comporte une partie radialement extérieure 12 encastrée dans la partie radialement intérieure des ailettes 4, et une partie radialement intérieure 13, d'épaisseur réduite, qui dépasse des anneaux 2 et 3 vers l'axe X-X et qui comporte une série de perçages 14, au nombre de douze dans cet exemple, parallèles à cet axe. La différence d'épaisseur entre les parties 12 et 13 définit un lamage intérieur 15 de la collerette 5. Thus, as can be seen in Figures 1 and 3, the set of fins 4 forms, in radial view directed towards the axis XX, a zigzag which defines a continuity of material between the two rings 2 and 3 around the entire periphery and over the entire radial dimension of the disc. The inner flange 5 has a radially outer part 12 embedded in the radially inner part of the fins 4, and a radially inner part 13, of reduced thickness, which protrudes from the rings 2 and 3 towards the axis XX and which comprises a series of holes 14, twelve in this example, parallel to this axis. The difference in thickness between the parts 12 and 13 defines an internal counterbore 15 of the flange 5.
La collerette 5 peut être venue de moulage avec le reste du disque 1, ou bien, en variante, elle peut être réalisée séparément puis servir d'insert pour le moulage du reste du disque, ce qui permet par exemple d'obtenir un disque bi-matière, notamment collerette en acier et reste du disque en fonte. The flange 5 can have come from molding with the rest of the disc 1, or alternatively, it can be produced separately and then serve as an insert for molding the rest of the disc, which makes it possible for example to obtain a bi disc - material, in particular steel flange and rest of the cast iron disc.
L'ensemble de disque de frein est complété par un moyeu 16 destiné à être calé sur un essieu (non représenté) à freiner. Ce moyeu (Figure 4) est monobloc et comporte un corps cylindrique 17 sur la surface extérieure duquel fait saillie une collerette radiale annulaire 18. Cette dernière est percée de trous axiaux 19 en nombre égal aux trous 14 et ayant le même diamètre et le même écartement angulaire que ces derniers. The brake disc assembly is completed by a hub 16 intended to be wedged on an axle (not shown) to be braked. This hub (Figure 4) is in one piece and has a cylindrical body 17 on the outer surface of which projects an annular radial flange 18. The latter is pierced with axial holes 19 equal in number to the holes 14 and having the same diameter and the same spacing angular than these.
Pour monter le disque 1 sur le moyeu 16, on l'enfile axialement sur celui-ci jusqu'à ce que la collerette 18 soit logée et centrée dans le lamage 15 et appliquée contre le fond de ce lamage. Des boulons 20 à écrou 21 et contre-écrou 22 sont alors enfilés à travers les couples de trous 14 et 19 et, après serrage, solidarisent rigidement le disque et le moyeu. To mount the disc 1 on the hub 16, it is threaded axially thereon until the collar 18 is housed and centered in the counterbore 15 and applied against the bottom of this counterbore. Bolts 20 with nut 21 and lock nut 22 are then threaded through the pairs of holes 14 and 19 and, after tightening, rigidly join the disc and the hub.
On comprend que l'agencement décrit ci-dessus ne nécessite qu'un faible espacement radial entre la périphérie intérieure des anneaux 2, 3 et la surface extérieure du corps 17 du moyeu, cet espacement devant seulement être suffisant pour la manoeuvre des boulons 20. It will be understood that the arrangement described above requires only a small radial spacing between the inner periphery of the rings 2, 3 and the outer surface of the body 17 of the hub, this spacing only having to be sufficient for the operation of the bolts 20.
De plus, grâce à la structure des anneaux en secteurs séparés par des fentes, les dilatations circonférentielles de ces anneaux lors des freinages sont libres et n'induisent donc ni des dilatations radiales supplémentaires, ni des contraintes importantes dans le métal. Par suite, la liaison disque/moyeu rigide assurée par la coopération des collerettes 5 et 18 et par les boulons 20 ne présente pas d'inconvénient, c'est-à-dire ne conduit pas à un phénomène de fatigue du métal. In addition, thanks to the structure of the rings in sectors separated by slots, the circumferential expansions of these rings during braking are free and therefore do not induce either additional radial expansions or significant stresses in the metal. As a result, the rigid disc / hub connection provided by the cooperation of the flanges 5 and 18 and by the bolts 20 does not present any drawback, that is to say does not lead to a phenomenon of fatigue of the metal.
Il est également à noter que grâce au décalage angulaire entre les secteurs 6 et 7 et à l'agencement des ailettes 4 décrit plus haut, les transferts thermiques dans l'ensemble du disque sont optimisés pendant les freinages, ce qui limite les échauffements localisés, et, en outre, chaque secteur trouve un soutien axial efficace, par ses deux zones circonférentiellement marginales, lorsqu'il est attaqué par la mâchoire de frein correspondante. It should also be noted that thanks to the angular offset between the sectors 6 and 7 and the arrangement of the fins 4 described above, the heat transfers throughout the disc are optimized during braking, which limits localized heating, and, in addition, each sector finds effective axial support, by its two circumferentially marginal zones, when it is attacked by the corresponding brake shoe.
La variante de la Figure 5 permet de changer le disque sans retirer le moyeu de l'essieu sur lequel il est calé. En effet, le disque 1A représenté sur cette
Figure 5 a la même structure que le disque 1 précédemment décrit, mais est réalisé en deux moitiés s'étendant chacune sur 1800 et comportant chacune deux demi-anneaux, la moitié (en nombre) des ailettes 4 et la moitié (en étendue circonférentielle) de la collerette 5.The variant of Figure 5 allows the disc to be changed without removing the hub from the axle on which it is fixed. Indeed, the disc 1A represented on this
Figure 5 has the same structure as the disc 1 previously described, but is made in two halves each extending over 1800 and each comprising two half-rings, half (in number) of the fins 4 and half (in circumferential extent) of the collar 5.
Les deux demi-disques s'assemblent le long d'un plan de joint diamétral 23, au moyen de deux boulons 24 orientés circonférentiellement qui prennent appui sur les ailettes 4 adjacentes au plan de joint. Comme représenté sur la Figure 5, ces ailettes peuvent compor ter une surface d'appui 25 spécialement prévue à cet effet. The two half-discs are assembled along a diametrical joint plane 23, by means of two circumferentially oriented bolts 24 which bear on the fins 4 adjacent to the joint plane. As shown in Figure 5, these fins may have a bearing surface 25 specially provided for this purpose.
En variante, les entretoises reliant les deux disques peuvent revêtir d'autres formes que les ailettes décrites plus haut. En particulier, il peut s'agir de colonnettes parallèles à l'axe du disque, réparties en une ou plusieurs couronnes. As a variant, the spacers connecting the two discs can take other forms than the fins described above. In particular, it may be columns parallel to the axis of the disc, distributed in one or more rings.
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FR2698142A1 true FR2698142A1 (en) | 1994-05-20 |
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FR (1) | FR2698142A1 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |