FR2465123A1

FR2465123A1 - Disque de frein de corps de roue, comportant au moins un disque annulaire de freinage compose de deux demi-anneaux, en particulier pour des vehicules sur rails

Info

Publication number: FR2465123A1
Application number: FR8019426A
Authority: FR
Inventors: Mathias Schorwerth; Xaver Wirth
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1979-09-11
Filing date: 1980-09-09
Publication date: 1981-03-20
Also published as: DE2936668B1; DE2936668C2; FR2465123B1; GB2060096B; GB2060096A

Abstract

A.DISQUE DE FREIN DE CORPS DE ROUE, COMPORTANT AU MOINS UN DISQUE ANNULAIRE DE FREINAGE COMPOSE DE DEUX DEMI-ANNEAUX, EN PARTICULIER POUR DES VEHICULES SUR FAILS. B.CE DISQUE COMPORTE DES DISQUES DE FREINAGE ANNULAIRES 6, 7 MONTES SUR LES SURFACES 4, 5 D'UN VOILE DE ROUE 2 ET FORMES DE DEMI-ANNEAUX, QUI POSSEDENT DES SURFACES DE GUIDAGE 33 AUXQUELLES SONT ASSOCIEES, SUR LE VOILE DE ROUE 2, DES SURFACES OPPOSEES SENSIBLEMENT PARALLELES AUX SURFACES DE GUIDAGE 36, L'AXE DE LA PIECE DE GUIDAGE 15 ETANT SITUE EN DEHORS DE LA NORMALE AUX SURFACES DE GUIDAGE. C.APPLICATIONS NOTAMMENT AUX FREINS DE VEHICULES FERROVIAIRES.

Description

i 2465123 L'invention concerne un disque de frein de corps de roue,

notamment pour des véhicules sur railscomportant au moins un disque annulaire de freinage disposé sur une surface latérale

d'un voile de roue et constitué par deux demi-anneaux, dont cha-

cun est maintenu au moyen d'une pièce de guidage cylindrique parallèle à l'axe du corps de roue et s'engageant sensiblement

sans jeu dans des perçages alignés du disque de freinage annu-

laire et du voile de roue, pour réaliser le maintien fixe du demi-anneau associé sur le voile de roue dans un plan vertical par rapport au plan de division du disque de freinage annulaire, et fixé des deux côtés du plan vertical, sur le voile de roue, au moyen de boulons à axes parallèles, uniformément répartis et qui s'engagent avec un jeu radial dans le demianneau ou dans le

disque de frein.

Le brevet allemand No. 21 33 235 a déjà fait connaître un disque de frein de corps de roue du type indiqué ci-dessus,

dans lequel est prévue, dans le plan vertical, pour chaque demi-

anneau, une douille de serrage pour le support fixe d'un demi-

anneau sur le voile de roue. Afin d'éviter un basculement des demianneaux autour des douilles de serrage dans le cadre du jeu radial au niveau des vis, les deux demi-anneaux sont reliés entre eux au moyen de boulons qui s'étendent perpendiculairement

au plan de division du disque de freinage annulaire, d'un demi-

anneau à l'autre. Indépendamment du fait que de tels boulons de guidage et les perçages associés dans les demi-anneaux du disque de freinage annulaire impliquent une dépense élevée du point de

vue de la technique de fabrication, l'usure des boulons de gui-

dage peut étre relativement élevée en raison de la surface rela-

tivement faible qu'ils offrent. En outre les demi-anneaux doi-

vent posséder une paroi relativement épaisse au niveau des per-

çages pour les boulons de guidage, ce qui toutefois est un incon-

vénient du point de vue thermique.

C'est pourquoi la présente invention a pour but d'indi-

quer un disque de frein de corps de roue du type indiqué plus haut, dans lequel les organes de guidage du disque de freinage annulaire sont encore simplifiés et rendus meilleur marché et

sont en outre pratiquement sans usure.

Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que sur chaque demi-anneau sont présentes des surfaces de guidage auxquelles sont associées, sur le voile de roue, des

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surfaces opposées essentiellement parallèles aux surfaces de guidage, l'axe de la pièce de guidage étant situé en dehors

de la normale aux surfaces de guidage.

Les surfaces de guidage sont situées essentiellement suivant la direction circonférentielle du disque de frein ou du voile de roue; les surfaces de guidage sur un demi-anneau sont des segments d'un élément annulaire de surface s'étendant suivant la direction périphérique et qui est symétrique par rapport au

plan vertical.

Selon l'invention, les éléments de surface de guidage, qui sont les plus éloignés des deux côtés du plan vertical, font un angle a2 symétrique par rapport au plan vertical; en fonction du choix de cet angle on choisit la distance entre l'axe de la pièce de guidage et le centre du disque de frein de telle manière

que, pour la température maximum du disque à friction, les élé-

ments de surfacesde guidage les plus à l'extérieur contactent sensiblement sans jeu et sans application de forces les surfaces opposées associées situées sur le corps de roue et que, pour toute température inférieure du disque à friction, des éléments

de surfaces de guidage correspondants se raccordant vers l'inté-

rieur aux éléments les plus extérieurs de surfaces de guidage

dans l'étendue de l'angle ac2' contactent de la même façon sensi-

blement sans jeu et sans application de forces les surfaces

opposées associées situées sur le corps de roue.

Conformément à l'invention, l'élément annulaire de surface situé radialement à l'intérieur, par rapport à l'axe du corps de guidage, est réalisé dans un renfoncement ménagé dans la partie en saillie axiale du disque de freinage annulaire et les surfaces antagonistes associées situées sur le voile de roue sont formées par un renforcement annulaire situé dans la zone

médiane du point de vue radial du disque de frein et qui s'enga-

ge, dans le renfoncement, l'élément de l'anneau de guidage s'étendant sur toute sa longueur essentiellement sans jeu et sans application de.forces sur les surfaces opposées du voile

de roue, lorsque le disque de frein est à l'état froid.

Selon l'invention, l'élément annulaire de surface

est formé par des nervures de refroidissement s'étendant sensi-

blement radialement et réparties uniformément sur le pourtour

de chaque demi-anneau du disque de frein, et il comporte des surfa-

ces de guidage supplémentaires situées en dehors de l'axe de la pièce de guidage, suivant une direction circonférentielle,

et qui sont appliquées essentiellement sans jeu et sans applica-

tion de forces contre les surfaces opposées associées du voile

de roue, lorsque le disque de frein est à l'état froid.

Selon l'invention les surfaces de guidage supplémentai- res s'étendent sur l'ensemble du pourtour des demi-anneaux; et

le corps de guidage est un boulon.

A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement aux dessins annexés une forme de réalisation du

disque de frein de corps de roue conforme à l'invention.

Les figures la et lb montrent en commun, selon des vues en coupe partielle, un quart de cercle d'un disque de frein de

corps de roue.

La figure 2 représente des demi-coupes prises suivant les lignes Ia-Ia de la figure la (moitié droite de la figure 2) et selon la ligne Ib-Ib sur la figure lb (moitié de gauche de

la figure 2).

La figure 3 est une représentation schématique d'un

demi-anneau à l'état froid et à l'état chaud.

Conformément aux figures la, lb et 2, le disque de frein de corps de roue conforme à l'invention est constitué par

des disques de freinage annulaires 6 et 7, montés sur les surfa-

ces latérales 4 et 5 d'un voile de roue 2. Le voile de roue 2, qui est constitué par un moyeu non représenté d'un véhicule sur rails, comporte, dans sa partie médiane du point de vue radial, un renflement annulaire 8 dont les surfaces latérales radiales planes constituent les éléments des surfaces latérales 4 et 5, sur lesquels s'appliquent les disques de freinage annulaires 6 et 7. Comme cela est visible sur la figure lb, le disque de freinage annulaire est subdivisé, dans un plan de division 9, en deux demi-anneaux 10 et 11, qui sont maintenus sur le voile de roue 2 respectivement par six vis et boulons de fixation et un boulon de guidage. Parmi les six boulons de fixation on n'a représenté sur les figures la et lb que les trois boulons de droite 12, 13 et 14 et le boulon central de guidage 15 sur une moitié de droite du demi-anneau 10. Les boulons sont répartis uniformément sur le demi-anneau. Ils s'étendent respectivement

parallèlement à l'axe du corps de roue, depuis un disque de frei-

nage annulaire 7 en direction de l'autre disque annulaire de freinage 6 en traversant le voile de roue 2. Les têtes 16 et les

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écrous 17 des boulons 12 à 15 sont disposés en étant noyés par rapport aux surfaces annulaires extérieures du point de vue axial, 18 et 19 des disques de freinage annulaires 6 et 7. Comme cela est visible sur la figure 2, moitié gauche, les tiges des boulons 12 à 14 traversent directement, mais avec un jeu radial , dans des perçages ménagés dans le voile de roue 2 et dans des perçages 21 alignés entre eux, ménagés dans les disques de freinage annulaires 6 et 7. Le boulon de guidage 15 situé dans le plan 22, perpendiculaire au plan de division 9, s'engage au contraire essentiellement sans jeu dans des perçages alignés entre eux 23 et 24 ménagés dans le voile de roue et les disques de freinage annulaires 6 et 7. Comme cela ressort de la figure 2, les boulons 12 à 14 sont munis d'écrous conformément aux écrous 17 et le boulon de guidage 15 présentant un ajustement serré possède une tête correspondant à la tête 16 du boulon de

fixation 14.

Les deux demi-anneaux des disques de freinage annulaires 6 et 7 sont donc maintenus respectivement par un boulon de guidage ou un boulon-calibré 15 dans le plan vertical 22 et par six boulons de fixation 12 à 14, rCpartis de façon uniforme sur tout le pourtour par rapport aux boulons 15 sur le voile de roue

2, symétriquement par rapport au plan 22.

La partie, tournée vers le voile de roue 2, des disques

de freinage annulaires 6 et 7 est, comme cela est usuel en géné-

ral, réalisée sous la forme d'un corps nervuré comportant des nervures radiales 30. Pour la formation de surfaces de guidage, les nervures 30 possèdent dans une plage angulaire a2 (figures la et 3), des appendices saillants 31, intérieurs du point de vue radial, et qui comportent un évidement radial annulaire intérieur 32 pour la formation de surfaces sensiblement axiales de guidage

33 au niveau des différentes nervures.

Pour la formation de surfaces supplémentaires de guidage,

les nervures 30 comportent sur l'ensemble du pourtour d'un demi-

anneau, des appendices saillants, extérieurs du point de vue radial, 34, qui comportent un renfoncement annulaire 35, extérieur du point de vue radial, pour la formation d'autres

surfaces de guidage 36 essentiellement axiales.

Le renflement de forme annulaire 8 situé sur le voile de roue s'engage dans le renfoncement annulaire 32, intérieur du point de vue radial, et dans le renfoncement annulaire 35, extérieur du point de vue radial. Lorsque le disque de freinage

annulaire est à l'état froid, les surfaces de guidage 33, inté-

rieures du point de vue radial, et les surfaces de guidage 36, extérieures du point de vue radial, sont appliquées sensiblement sans jeu et sans application de forces contre les surfaces antago-

nistes axiales associées,. situées sur le renflement de forme annu-

laire 8 du voile de roue.

Lors d'un échauffement du disque de freinage annulaire, dont les demianneaux sont simplement maintenus fixes par des boulons de guidage ou des boulons calibrés 15 respectifs sur le voile de roue, le disque de freinage annulaire peut se dilater

radialement au niveau des jeux des boulons de fixation 12-14.

La dilatation d'un demi-anneau pour l'échauffement maximum est illustrée sur la figure 3. Les lignes représentées

en trait épais indiquent les lignes limites, inférieure et exté-

rieure du point de vue radial., du demi-anneau chauffé 6 par rapport aux lignes limites correspondantes du demi-anneau à froid, qui sont représentés avec des traits fins. Lorsque le demi-anneau est à l'état froid, la ligne limite 37, intérieure du point de vue radial, du demianneau, coïncide sensiblement avec une ligne limite 38, extérieure du point de vue radial, du voile de roue 2, comme représenté sur la figure 3. Au niveau du boulon calibré 15, le demi-anneau 6 chauffé au maximum est élargi radialement des deux côtés du boulon 15 et au fur et à mesure que la distance augmente par rapport aux boulons calibrés , le demi-anneau chauffé est de plus en plus dilaté vers ses deux extrémités. De cette manière la ligne limite intérieure 37 du demi-anneau chauffé 6 coupe la ligne limite extérieure 38 du voile de roue froid 2 en deux points d'intersection 39 et 40 qui sont symétriques par rapport au plan vertical 22. Ces points d'intersection 39 et 40 définissent un angle a2' dont le sommet

est situé au centre du voile de roue 2.

Si des surfaces de guidage sont situées sur le demi-

anneau des disques de freinage annulaires 6 et 7,sur l'arc 41 intercepté par l'angle a2,au niveau de la ligne limite intérieure 37,et si à ces surfaces de guidage sont associées des surfaces antagonistes sur le voile de roue 2,sur le même arc 41,au niveau de la ligne limite extérieure 38 sur ce voile de roue, on peut obtenir que, pour la température maximum du voile de roue, les éléments extérieurs des surfaces de guidage contactent, au

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niveau des points 39 et 40, sensiblement sans jeu et sans action de forces les surfaces antagonistes associées situées sur le voile de roue, et que, lorsque la température du disque à friction diminue de plus en plus, y font suite, dans la zone de l'arc interceptée par l'angle ", des éléments de surfaces de guidage de plus en plus étendus de façon correspondante, et qui contactent essentiellement sans jeu et sans action de forces

des surfaces antagonistes de plus en plus étendues de façon corres-

pondante dans la zone de l'arc interceptée par l'angle a2.

Les demi-anneaux des disques de freinage annulaires 6 et 7 sont par conséquent guidés au moins en trois points (boulon

calibré 15 et points d'intersection 39 et 40). Lorsque les dis-

ques de freinage annulaires sont refroidis, les surfaces de gui-

dage sont appliquées sensiblement sur toute la longueur de l'arc

intercepté par l'angle a2t sur les surfaces opposées associées.

Comme cela a été indiqué précédemment, les figures la, lb et 2 montrent simplement des exemples de réalisation pour l'agencement et la disposition des surfaces de guidage 33 sur les disques de freinage annulaires 6 et 7 et sur les surfaces

antagonistes associées sur le renflement 8 du voile de roue 2.

L'angle a2 et l'arc de cercle qui l'intercepte, entre les points 39 et 40 pour la disposition des surfaces extérieures de guidage sur les disques de freinage annulaires et sur les surfaces antagonistes associées situées sur le voile de roue, sont déterminés simultanément par la distance de l'axe du boulon calibré 15 par rapport au centre du voile de roue ou des disques de freinage annulaires; la distance radiale de l'axe du boulon calibré 15 au centre du voile de roue ou des bagues de freinage annulaires est supérieure à la distance radiale de l'arc 41 entre les points extérieurs d'intersection

39 et 40.

-Si.I'on détermine correctement la position du boulon calibré 15 sur un rayon plus important, et si l'on détermine correctement, pour un rayon plus faible, la longueur de l'arc 41 sur l'angle@ <2. correspondant, on est certain que le disque de freinage annulaire est guidé suffisamment sur le

voile de roue pour tous les échauffements, bien que ces demi-

anneaux ne soient maintenus respectivement fixes sur le corps de roue qu'au moyen d'une pièce de guidage située dans un plan

perpendiculaire à son plan de subdivision en deux demi-anneaux.

Claims

REVENDICATIONS

1. Disque de frein de corps de roue, notamment pour des véhicules sur rails, comportant au moins un disque annulaire de freinage disposé sur une surface latérale d'un voile de roue et constitué par deux demi- anneaux, dont chacun est maintenu au moyen d'une pièce de guidage cylindrique parallèle à l'axe du

corps de roue et s'engageant sensiblement sans jeu dans des per-

çages alignés du disque de freinage annulaire et du voile de roue, pour réaliser le maintien fixe du demi-anneau associé sur le voile de roue dans un plan vertical par rapport au plan de division du disque de freinage annulaire, et fixé des deux cotés du plan vertical, sur le voile de roue, au moyen de boulons à axes parallèles, uniformément répartis et qui s'engagent avec un jeu radial dans le demi-anneau ou dans le disque de frein, caractérisé par le fait que sur chaque demi-anneau sont présentes des surfaces de guidage auxquelles sont associées, sur le voile de roue, des surfaces opposées essentiellement parallèles aux surfaces de guidage, l'axe de la pièce de guidage étant situé en

dehors de la normale aux surfaces de guidage.

2. Disque de frein de corps de roue selon la revendi-

cation 1, caractérisé par le fait que les surfaces de guidage

sont situées essentiellement suivant la direction circonféren-

tielle du disque de frein ou du voile de roue.

3. Disque de frein de corps de roue selon les revendi-

cations 1 et 2, caractérisé par le fait que les surfaces de gui-

dage sur un demi-anneau sont des segments d'un élément annulaire de surface s'étendant suivant la direction périphérique et qui

est symétrique par rapport au plan vertical.

4. Disque de frein de corps de roue selon les revendi-

cations 1 à 3, caractérisé par le fait que les éléments de sur-

face de guidage, qui sont les plus éloignés des deux côtés du plan vertical, font un angle,<2, dont la bissectrice est située dans le plan vertical, qu'en fonction du choix de cet angle, on choisit la distance entre l'axe de la pièce de guidage et le

centre du disque de frein de telle manière que, pour la tempéra-

ture maximum du disque à friction, les éléments de surfaces de guidage les plus à l'extérieur contactent sensiblement sans jeu et sans application de forces les surfaces opposées associées

situées sur le corps de roue et que, pour toute température in-

férieure du disque à friction, des éléments de surfaces de guidage

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correspondants se raccordant vers l'intérieur aux éléments les plus extérieurs de surfaces de guidage dans l'étendue de l'angle -'I contactent de la même façon sensiblement sans jeu et sans application de forces les surfaces opposées associées situées sur le corps de roue.

5. Disque de frein de corps de roue selon l'une des

revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément an-

nulaire de surface situé radialement à l'intérieur, par rapport à l'axe du corps de guidage, est réalisé dans un renfoncement ménagé dans la partie en saillie axiale du disque de freinage annulaire et les surfaces antagonistes associées situées sur le voile de roue sont formées par un renforcement annulaire situé dans la zone médiane du point de vue radial du disque de frein et qui s'engage dans le renfoncement, l'élément de l'anneau de guidage s'étendant sur toute sa longueur essentiellement sans jeu et sans application de forces sur les surfaces opposées du

voile de roue, lorsque le disque de frein est à l'état froid.

6. Disque de frein de corps de roue selon la revendi-

cation 5, caractérisé par le fait que l'élément annulaire de sur-

face est formé par des nervures de refroidissement s'étendant

sensiblement radialement et réparties uniformément sur son pour-

tour.

7. Disque de frein de corps de roue selon l'une des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque

demi-anneau du disque de frein comporte des surfaces de guidage

supplémentaires situées en dehors de l'axe de la pièce de gui-

dage, suivant une direction circonférentielle, et qui sont ap-

pliquées essentiellement sans jeu et sans application de forces contre les surfaces opposées associées du voile de roue, lorsque

le disque de frein est à l'état froid.

8. Disque de frein de corps de roue selon la revendi-

cation 7, caractérisé par le fait que les surfaces de guidage

supplémentaires s'étendent sur l'ensemble du pourtour des demi-

anneaux.

9. Disque de frein de corps de roue selon l'une des

revendications précédentes, caractérisé par le fait que le corps

de guidage est un boulon.