FR2716856A1 - Jaw brake caliper for disc brakes of rail vehicles. - Google Patents
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Abstract
L'étrier de frein à mâchoires 6 pour freins à disque de véhicules sur rails, présente sur le levier de mâchoire 9 situé côté cylindre de frein, une patte d'attache 22 faisant saillie latéralement, articulée en un point de couplage 20, et d'autre part couplée à un support fixe 24 par l'intermédiaire d'un accouplement à friction 30. Le point de couplage 20 se trouve sur le tronçon 19 du levier de mâchoire 9, entre les points d'articulation 13 et 11 respectivement d'un tirant 14 et d'un patin de frein 5, en un point pouvant être calculé, qui pour des freinages s'effectuant sans phase de rattrapage d'usure ou sans usure unilatérale, reste fixe dans l'espace, c'est à dire ne subit pas de déplacements dans l'espace, ce qui fait que pour ces freinages, il ne se produit pas de mouvements au niveau de l'accouplement à friction, et donc pas d'usure. De cette configuration de l'étrier de frein à mâchoires, résulte, à l'état desserré, un jeu uniforme s de part et d'autre du disque de frein 1, ce qui permet d'exclure un frottement unilatéral d'un patin de frein 4 ou 5, produisant une usure.The shoe brake caliper 6 for disc brakes on rail vehicles, has on the shoe lever 9 located on the brake cylinder side, a bracket 22 projecting laterally, articulated at a coupling point 20, and d 'on the other hand coupled to a fixed support 24 via a friction clutch 30. The coupling point 20 is located on the section 19 of the jaw lever 9, between the articulation points 13 and 11 respectively of a tie rod 14 and a brake shoe 5, at a point that can be calculated, which for braking performed without a wear compensation phase or without unilateral wear, remains fixed in space, that is to say does not undergo displacements in space, which means that for these braking operations, no movements occur at the level of the friction coupling, and therefore no wear. This configuration of the shoe brake caliper results, in the released state, a uniform play s on either side of the brake disc 1, which makes it possible to exclude a one-sided friction of a brake pad. brake 4 or 5, producing wear.
Description
L'invention se rapporte à un étrier de frein à mâchoires pour freins àThe invention relates to a brake caliper with jaws for
disque de véhicules sur rails, comportant deux leviers de mâchoire, qui sont articulés, par les unes de leurs extrémités à des patins de frein, en leurs zones centrales à un tirant les reliant l'un à l'autre, et par leurs autres extrémités, respectivement à un point fixe et à un moteur fournissant la force de freinage, le cas échéant la tige de piston d'un cylindre de frein, l'un des leviers de mâchoire étant couplé à un support fixe par l'intermédiaire d'un accouplement à friction cédant sous la sollicitation par la force de freinage. Un tel étrier de frein à mâchoires est connu pour un frein à disque de transmission, l'accouplement à friction couplé au tirant devant éviter un frottement unilatéral continuel, du patin de frein supérieur sur le disque de frein, sous l'effet de la gravité. On connaît, dans le cas d'un frein à sabot bilatéral, ne concernant pas le type de frein évoqué en introduction, et comportant un dispositif de rattrapage d'usure, la mise en oeuvre d'un accouplement à friction comparable pour obtenir un jeu de desserrage de même grandeur pour les disc of vehicles on rails, comprising two jaw levers, which are articulated, by one of their ends to brake pads, in their central zones with a tie connecting them to one another, and by their other ends , respectively to a fixed point and to a motor providing the braking force, if necessary the piston rod of a brake cylinder, one of the jaw levers being coupled to a fixed support by means of a friction coupling giving way under stress by the braking force. Such a brake caliper with jaws is known for a transmission disc brake, the friction coupling coupled to the tie rod having to avoid continuous unilateral friction, of the upper brake shoe on the brake disc, under the effect of gravity. . It is known, in the case of a bilateral shoe brake, not relating to the type of brake mentioned in the introduction, and comprising a wear take-up device, the implementation of a comparable friction coupling to obtain a clearance of the same size for
deux sabots de frein.two brake shoes.
Le but de l'invention consiste à réaliser un étrier de frein à mâchoires du type de celui mentionné en introduction, à l'aide de moyens simples et économiques, de manière telle que les patins de frein, de part et d'autre du disque de frein, présentent toujours, à l'état desserré, un jeu de desserrage identique, excluant un frottement unilatéral des patins de frein, qui serait source d'usure, des mouvements devant toutefois se produire au niveau de l'accouplement de friction, tout au plus dans le cas d'un phénomène d'usure unilatérale engendrée par les freinages ou dans le cas de phases de rattrapage d'usure, mais non pour des freinages se déroulant sans de tels phénomènes, en The object of the invention is to produce a jaw brake caliper of the type mentioned in the introduction, using simple and economical means, such that the brake pads on either side of the disc brake, always present, in the released state, an identical release game, excluding one-sided friction of the brake pads, which would cause wear, movements must however occur at the friction coupling, all at most in the case of a phenomenon of unilateral wear caused by braking or in the case of phases of catching up with wear, but not for braking taking place without such phenomena, in
vue de préserver l'accouplement à friction. to preserve the friction coupling.
Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à une configuration de l'étrier de frein à mâchoires du type de celui mentionné en introduction, caractérisé en ce que l'accouplement à friction est couplé au levier de mâchoire articulé au moteur fournissant la force de freinage (cylindre de frein), en un point d'articulation, qui se trouve, en partant du point d'articulation du tirant, sur le tronçon du levier de mâchoire, situé côté patin de frein, à une distance c de ce point d'articulation, satisfaisant à la relation suivante c = According to the invention, this object is achieved by a configuration of the jaw brake caliper of the type mentioned in the introduction, characterized in that the friction coupling is coupled to the jaw lever articulated to the motor providing the braking force (brake cylinder), at a point of articulation, which is, starting from the point of articulation of the tie rod, on the section of the brake lever, located on the brake shoe side, at a distance c from this articulation point, satisfying the following relation c =
1 21 2
a b a et b représentant les longueurs des tronçons respectifs du levier de mâchoire, issues chacune du point d'articulation du tirant, et s'étendant respectivement jusqu'au point d'articulation du moteur fournissant la force de freinage (cylindre de frein), et a b a and b representing the lengths of the respective sections of the jaw lever, each coming from the point of articulation of the tie rod, and extending respectively to the point of articulation of the engine providing the braking force (brake cylinder), and
au point d'articulation du patin de frein. at the point of articulation of the brake shoe.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'étrier de frein à mâchoires comporte une patte d'attache, qui s'étend environ perpendiculairement au levier de mâchoire, dans le plan de l'étrier de frein à mâchoires, et qui, d'une part est articulée au levier de mâchoire, de manière rotative dans le plan de l'étrier de frein à mâchoires, et d'autre part est couplée de manière coulissante au support fixe, par l'intermédiaire de l'accouplement à friction. Dans ce cas, l'articulation de la patte d'attache au levier de mâchoire est réalisée sous forme de palier de rotation sphérique, qui permet à la patte d'attache, une déviation limitée, hors du plan de l'étrier de frein à mâchoires. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'accouplement à friction présente deux patins de friction s'appuyant de part et d'autre sur la patte d'attache, dont l'un des patins de friction est maintenu sur le support fixe, et dont l'autre patin de friction est guidé de manière à pouvoir coulisser axialement, sur un boulon fixé sur le support fixe et traversant un trou oblong de la patte d'attache, un ressort étant serré entre la tête de boulon et le patin According to an advantageous embodiment of the invention, the jaw brake caliper comprises a fastening tab, which extends approximately perpendicular to the jaw lever, in the plane of the jaw brake caliper, and which , on the one hand is articulated to the jaw lever, in a rotary manner in the plane of the brake caliper with jaws, and on the other hand is slidably coupled to the fixed support, by means of the coupling to friction. In this case, the articulation of the attachment lug to the jaw lever is produced in the form of a spherical rotation bearing, which allows the attachment lug, a limited deviation, out of the plane of the brake caliper. jaws. According to an advantageous embodiment of the invention, the friction coupling has two friction pads bearing on either side on the attachment tab, one of the friction pads of which is held on the support fixed, and the other friction pad of which is guided so as to be able to slide axially, on a bolt fixed on the fixed support and passing through an oblong hole in the lug, a spring being clamped between the bolt head and the skate
de friction axialement coulissant.axially sliding friction.
L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite, au regard d'un exemple de réalisation préféré d'un étrier de frein à mâchoires de configuration conforme à l'invention, représenté sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une vue de dessus d'un étrier de frein à mâchoires associé à un frein à disque, le cylindre de frein étant représenté en coupe, et Fig. 2 une coupe selon la ligne A-B de la figure 1, à The invention will be explained in more detail below, with regard to a preferred embodiment of a brake caliper with jaws of configuration according to the invention, shown in the accompanying drawings, which show: FIG. 1 is a top view of a shoe brake caliper associated with a disc brake, the brake cylinder being shown in section, and FIG. 2 a section along line A-B of FIG. 1, at
échelle agrandie.enlarged scale.
Sur la figure 1 est représenté, à l'état desserré, le frein à disque comprenant un disque de frein 1, un étrier de frein à mâchoires 6 présentant des patins de frein 4 et 5 chacun en regard, à une distance correspondant au jeu de desserrage s, d'une surface annulaire de friction 2 et 3 du disque de frein, ainsi qu'un cylindre de frein 7 pour l'actionnement de l'étrier de frein à mâchoires. L'étrier de frein à mâchoires 6 présente deux leviers de mâchoire 8 et 9, à l'une des extrémités de chacun desquels sont articulés les patins de frein 4 et 5, par l'intermédiaire de In FIG. 1 is shown, in the released state, the disc brake comprising a brake disc 1, a brake caliper with jaws 6 having brake pads 4 and 5 each facing, at a distance corresponding to the clearance of release s, of an annular friction surface 2 and 3 of the brake disc, as well as a brake cylinder 7 for actuating the brake caliper with jaws. The shoe brake caliper 6 has two shoe levers 8 and 9, at one end of each of which the brake shoes 4 and 5 are articulated, by means of
points d'articulation 10 et 11 réalisés par des axes. points of articulation 10 and 11 produced by axes.
Dans leurs zones centrales, les deux leviers de mâchoire 8 et 9 sont articulés, en des points d'articulation respectifs 12 et 13, à un tirant 14 les reliant l'un à l'autre de manière articulée. La seconde extrémité du levier de mâchoire 8 présente un point d'articulation 15 à un point fixe 16, et la seconde extrémité de l'autre levier de mâchoire 9, un point d'articulation 17 à une tige de piston 18 du cylindre de frein 7 constituant un moteur fournissant la force de freinage. Comme le laisse entrevoir la figure 1, et de manière tout à fait usuelle, le point fixe 16 peut être prévu sur le carter du cylindre de frein 7. Conformément à la figure 1, dans le tirant 14 est intégré un système de rattrapage d'usure à commande manuelle; en variante, il est également possible de prévoir un système de rattrapage d'usure à commande automatique, et selon une autre variante, le système de rattrapage d'usure pourrait également être disposé en un autre endroit de l'étrier de frein à mâchoires ou être intégré dans le cylindre de frein 7. L'étrier de frein à mâchoires 6 correspond In their central zones, the two jaw levers 8 and 9 are articulated, at respective points of articulation 12 and 13, to a tie rod 14 connecting them to each other in an articulated manner. The second end of the jaw lever 8 has a hinge point 15 at a fixed point 16, and the second end of the other jaw lever 9, a hinge point 17 to a piston rod 18 of the brake cylinder 7 constituting an engine providing the braking force. As can be seen in Figure 1, and quite usual, the fixed point 16 can be provided on the housing of the brake cylinder 7. According to Figure 1, in the tie rod 14 is integrated a catch-up system wear with manual control; alternatively, it is also possible to provide an automatically controlled wear take-up system, and according to another variant, the wear take-up system could also be placed in another location of the jaw brake caliper or be integrated in the brake cylinder 7. The shoe brake caliper 6 corresponds
jusqu'à ce point, aux modes de réalisation usuels. up to this point, to the usual embodiments.
Au levier de mâchoire 9 présentant l'articulation 17 à la tige de piston 18, c'est à dire au moteur fournissant la force de freinage, est couplée, au moyen d'un palier de rotation 21 dans le tronçon 19 du levier de mâchoire 9, entre l'articulation 13 au tirant 14 et l'articulation 11 au patin de frein 5, en un point d'articulation 20, une patte d'attache 22, qui, dans le plan de l'étrier de frein à mâchoires 6, fait saillie latéralement, au moins de manière sensiblement perpendiculaire, du levier de mâchoire 9, à savoir de son tronçon 19. A proximité de son autre extrémité, la patte d'attache 22 est pourvue d'un trou oblong 23 traversé de manière coulissante par un boulon 25 faisant partie d'un support fixe 24, comme le laisse particulièrement bien entrevoir la figure 2. Le support fixe 24 porte un patin de friction 26 sur lequel s'appuie la patte d'attache 22, dans sa zone présentant le trou oblong 23. Sur l'autre côté de la patte d'attache 22, s'appuie un second patin de friction 27, qui est guidé de manière axialement coulissante sur le boulon 25. Entre la tête de boulon 28 et le patin de friction 27 est serré un ressort 29, grâce auquel les deux patins de friction 26 et 27, en vue de former un accouplement à friction 30 entre la patte d'attache 22 et le support fixe 24, sont appliqués sur la patte The jaw lever 9 having the articulation 17 to the piston rod 18, that is to say the motor providing the braking force, is coupled, by means of a rotation bearing 21 in the section 19 of the jaw lever 9, between the articulation 13 at the tie rod 14 and the articulation 11 at the brake shoe 5, at a point of articulation 20, a fastening tab 22, which, in the plane of the brake caliper with jaws 6 , projects laterally, at least substantially perpendicularly, from the jaw lever 9, namely its section 19. Near its other end, the fastening tab 22 is provided with an oblong hole 23 slidably traversed by a bolt 25 forming part of a fixed support 24, as can be seen particularly clearly from FIG. 2. The fixed support 24 carries a friction pad 26 on which the fastening tab 22 rests, in its zone presenting the oblong hole 23. On the other side of the fastening tab 22, a seco rests nd friction shoe 27, which is guided axially sliding on the bolt 25. Between the bolt head 28 and the friction shoe 27 is clamped a spring 29, by means of which the two friction shoes 26 and 27, in order to form a friction coupling 30 between the fastening tab 22 and the fixed support 24, are applied to the tab
d'attache 22, avec une force prédéterminée, limitée. attachment 22, with a predetermined, limited force.
Le palier de rotation 21 est de configuration sphérique, grâce à une douille 31 légèrement bombée, maintenue sur le levier de mâchoire 9, de sorte que la patte d'attache 22 peut non seulement tourner autour de l'axe 32 du palier de rotation 21, qui s'étend sensiblement de manière perpendiculaire au plan de l'étrier de frein à mâchoires 6, mais peut également être déviée de manière limitée hors du plan cité, et The rotation bearing 21 is of spherical configuration, by virtue of a slightly convex socket 31, held on the jaw lever 9, so that the attachment tab 22 can not only rotate around the axis 32 of the rotation bearing 21 , which extends substantially perpendicularly to the plane of the brake caliper with jaws 6, but can also be deflected in a limited way outside the cited plane, and
basculer par rapport à ce plan.tilt in relation to this plane.
Il est essentiel que le palier de rotation 21 se situe sur le tronçon 19 du levier de mâchoire 9 présentant le point d'articulation 17 à la tige de piston 18 ou au moteur fournissant la force de freinage, entre les points d'articulation 13 et 11 respectivement au tirant 14 et au patin de frein 5, à une distance c du point d'articulation 13 au tirant 14, la distance c satisfaisant à la relation It is essential that the rotation bearing 21 is located on the section 19 of the jaw lever 9 presenting the point of articulation 17 to the piston rod 18 or to the motor providing the braking force, between the points of articulation 13 and 11 respectively at the tie rod 14 and the brake shoe 5, at a distance c from the articulation point 13 at the tie rod 14, the distance c satisfying the relationship
11
c =c =
1 21 2
a b relation dans laquelle a constitue la longueur du tronçon 33 du levier de mâchoire 9 entre ses points d'articulation 13 et 17 au tirant 14 et à la tige de piston 18 ou au moteur fournissant la puissance de freinage, et b la longueur du tronçon 19 évoqué précédemment. Grâce à la position du point de couplage ou du palier de rotation 21, satisfaisant à la relation, ceux-ci se trouvent en un point du levier de mâchoire 9, qui, lors d'une application symétrique des patins de frein 4, 5 sur le disque de frein 1, ou d'un soulèvement symétrique des patins de frein 4, 5 du disque de frein 1, reste dans une même position dans l'espace, c'est à dire ne subit pas de translations ou ab relation in which a constitutes the length of the section 33 of the jaw lever 9 between its points of articulation 13 and 17 at the tie rod 14 and at the piston rod 18 or at the engine providing the braking power, and b the length of the section 19 mentioned above. Thanks to the position of the coupling point or of the rotation bearing 21, satisfying the relationship, these are located at a point of the jaw lever 9, which, during a symmetrical application of the brake pads 4, 5 on the brake disc 1, or of a symmetrical lifting of the brake pads 4, 5 of the brake disc 1, remains in the same position in space, that is to say does not undergo translations or
de déplacements d'aucune sorte.displacements of any kind.
A l'état desserré du frein à disque, les pièces de celui-ci, y compris l'étrier de frein à mâchoires 6 et les pièces en faisant partie, prennent les positions visibles sur les figures 1 et 2, chacun des deux patins de frein 4 et 5 présentant le même jeu de desserrage s par rapport au disque de frein 1. Ainsi est exclu, un frottement unilatéral source d'usure, d'un des patins de frein 4 ou 5, à l'état desserré du frein à disque. Pour le freinage, le cylindre de frein 7 est alimenté en fluide de pression, ce qui provoque la sortie de la tige de piston 18. Le levier de mâchoire 9 subit à cette occasion, une rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, autour du palier de rotation 21 maintenu fixe par l'intermédiaire de l'accouplement à friction 30 et la patte d'attache 22, ce qui conduit simultanément, par l'intermédiaire du tirant 14, à une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre, du levier de mâchoire 8, autour de son point d'articulation 15 au point fixe 16; à cette occasion, en raison de la position du palier de rotation 21, choisie de manière à satisfaire à la relation précédemment citée, il se produit un rapprochement régulier et une application simultanée des deux patins de frein 4 et 5 sur le disque de frein 1. Egalement lors du serrage ferme, qui suit, de l'étrier de frein à mâchoires 6, le levier de mâchoire 9 ne tourne qu'autour du palier de rotation 21, la patte d'attache 22 et l'accouplement à friction 30 restant tout au moins approximativement libres de force, aussi longtemps que n'apparaît pas d'usure unilatérale, ou que l'on n'effectue pas de rattrapage d'usure pour les patins de frein. Il est essentiel, pour ces freinages qui sont les plus nombreux, qu'il ne se produise pas de mouvements, et donc pas d'usure, au niveau de l'accouplement à In the released state of the disc brake, the parts thereof, including the shoe brake caliper 6 and the parts forming part thereof, assume the positions visible in FIGS. 1 and 2, each of the two pads brake 4 and 5 having the same release clearance s with respect to the brake disc 1. Thus, one-sided friction causing wear, of one of the brake pads 4 or 5, in the released state of the brake is excluded. disk. For braking, the brake cylinder 7 is supplied with pressure fluid, which causes the piston rod 18 to exit. The jaw lever 9 undergoes on this occasion, a rotation in the anticlockwise direction. , around the rotation bearing 21 kept fixed by means of the friction coupling 30 and the lug 22, which simultaneously leads, by means of the tie rod 14, to a rotation in the direction of the needles d 'a watch, of the jaw lever 8, around its point of articulation 15 at the fixed point 16; on this occasion, due to the position of the rotation bearing 21, chosen so as to satisfy the aforementioned relationship, there occurs a regular approximation and a simultaneous application of the two brake pads 4 and 5 on the brake disc 1 Also during the firm tightening, which follows, of the jaw brake caliper 6, the jaw lever 9 only rotates around the rotation bearing 21, the lug 22 and the friction coupling 30 remaining. at least approximately free of force, as long as there is no unilateral wear, or there is no wear compensation for the brake shoes. It is essential for these brakes, which are the most numerous, that no movements occur, and therefore no wear, at the coupling to
friction 30.friction 30.
C'est uniquement lorsque durant des freinages, il apparaît, pour des raisons quelconques, une usure unilatérale sur l'un des patins de frein 4 ou 5, ce qui en soi ne devrait pas se produire et est révélateur d'un défaut, mais ne peut être exclu, ou lorsqu'apparaît sur les patins de frein 4 ou 5 une usure entraînant une phase de rattrapage d'usure, qu'il se produit, lorsque les patins de frein 4 et 5 s'appuient sur le disque de frein, une variation de la géométrie de l'étrier de frein à mâchoires 6, de manière telle que le point de couplage 20 se déplace dans l'espace, sensiblement de It is only when during braking, there appears, for whatever reasons, unilateral wear on one of the brake pads 4 or 5, which in itself should not occur and is indicative of a defect, but cannot be excluded, or when wear appears on the brake pads 4 or 5 leading to a wear recovery phase, it occurs when the brake pads 4 and 5 are supported on the brake disc , a variation in the geometry of the brake shoe caliper 6, so that the coupling point 20 moves in space, substantially by
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manière transversale par rapport au levier de mâchoire 9. A cette occasion, la patte d'attache 22 est entraînée, par l'intermédiaire du palier de rotation 21, en surmontant la friction de liaison de l'accouplement à friction 30, c'est à dire par coulissement de la patte d'attache 22 par rapport au palier fixe 24; à cette occasion, le boulon 25 se déplace en coulissant dans le trou oblong 23. Lors de freinages ultérieurs, ne produisant pas une usure unilatérale ou ne nécessitant pas d'opération de rattrapage d'usure, le point de couplage 20 reste à nouveau fixe dans l'espace, de sorte qu'il ne produit aucun mouvement, et ainsi aucune usure, au niveau de l'accouplement à friction 30. A l'état desserré du frein à disque, il s'établit à nouveau de part et d'autre du disque de frein 1, suite à la nouvelle géométrie de l'étrier de frein à mâchoires 6, transversely to the jaw lever 9. On this occasion, the fastening tab 22 is driven, by means of the rotation bearing 21, overcoming the connecting friction of the friction coupling 30, this is to say by sliding of the attachment tab 22 relative to the fixed bearing 24; on this occasion, the bolt 25 moves by sliding in the oblong hole 23. During subsequent braking, not producing one-sided wear or requiring no wear take-up operation, the coupling point 20 remains fixed again in space, so that it produces no movement, and thus no wear, at the level of the friction coupling 30. In the released state of the disc brake, it is again established on both sides and d 'other of the brake disc 1, following the new geometry of the brake shoe caliper 6,
le jeu de desserrage s symétrique.the symmetrical loosening set.
En variante du mode de réalisation décrit ci- As a variant of the embodiment described above
avant, le palier de rotation et le couplage à friction peuvent être réunis en un seul élément de façon à ne front, the rotary bearing and the friction coupling can be combined in a single element so as not to
plus avoir besoin d'une patte d'attache 22. no longer need a lug 22.
Claims (4)
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