FR2485667A1 - Cast brake disc for railway stock - uses spoke arms from hub to locate twin annular friction plates separated by helical webs forming radial air ways - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne d'une manière générale les disques de frein, et vise plus précisément ceux de ces disques de frein qui comportent une couronne de freinage et un moyeu portant celle-ci, ladite couronne de freinage étant formée de deux flasques annulaires de freinage parallè.- e.s dont les faces opposées forment-chaune respectivement une piste de frottement, et qui sont reliés l'un à l'autre, de place en place, par des nervures entretoises. The present invention relates generally to brake discs, and more specifically relates to those of these brake discs which comprise a braking ring and a hub carrying the latter, said braking ring being formed of two annular brake flanges paralleles whose opposite faces each form a friction track, and which are connected to each other, from place to place, by spacer ribs.
De tels disques de frein conviennent notamment au freinage de véhicules ferroviaires, pour lesquels l'énergie à dissiper lors d'un freinage, qui est particulièrement éle vexez nscessite la mise en oeuvre de disques de frein à la fois robustes et ventilés. Such brake discs are particularly suitable for braking railway vehicles, for which the energy to be dissipated during braking, which is particularly high, requires the use of brake discs which are both robust and ventilated.
L'un des problèmes majeurs à résoudre dans la réalisation d'un tel disque de frein est d'épargner au mieux au moyeu les effets de la chaleur dégagée au niveau de la'cou- ronne lors d'un freinage, un tel moyeu étant usuellement frette sur l'essieu qui le porte et son echauffement pouvant conduj.re à une destruction, ou au moins à une détérioration, du frettage correspondant. One of the major problems to be solved in the production of such a brake disc is to best spare the hub the effects of the heat given off at the crown during braking, such a hub being usually hoop on the axle which carries it and its heating which can lead to destruction, or at least to deterioration, of the corresponding hooping.
La présente invention a dtune manière générale pour objet une disposition apportant une solution. partieulière- ment simple et satisfaisante à ce problème, et conduisant en outre à d'autres avantages. The present invention generally relates to a provision providing a solution. this problem is particularly simple and satisfactory, and also leads to other advantages.
De manière plus précise, la présente invention a pour objet un disque de frein, notamment pour'véhicule ferroviaire, du genre comportant une couronne de freinage et un moyeu portant celle-ci, ladite couronne de freinage étant formée de deux flasques annulaires de freinage parallèle font les faces opposées forment chacune respectivement une piste de frottement, et qui sont reliés l'un à l'autre de place en place par des nervures entretoises, disque de frein étant caractérisé en ce que, entre ladite couronne et ledit moyeu, s'étendent des pales de ventilation qui, axialement, sont globalement obliques par rapport à l'axe de l'ensemble, à la manière des pales d'un ventilateur axial. More specifically, the present invention relates to a brake disc, in particular for a rail vehicle, of the type comprising a braking ring and a hub carrying the latter, said braking ring being formed of two annular parallel braking flanges make the opposite faces each respectively form a friction track, and which are connected to each other from place to place by spacer ribs, brake disc being characterized in that, between said crown and said hub, s' extend ventilation blades which, axially, are generally oblique with respect to the axis of the assembly, in the manner of the blades of an axial fan.
De préférence, ces pales de ventilation forment chacune individuellement le prolongement de nervures entretoises, ou, autrement dit, certaines au moins desditesnervures entretoises sont prolongées en direction de l'axe de l'ensemble pour former de telles pales de ventilation. Preferably, these ventilation blades each individually form the extension of spacer ribs, or, in other words, at least some of said spacer ribs are extended towards the axis of the assembly to form such ventilation blades.
En pratique, les nervures entretoises en question sont elles-memes, axialement, globalement obliques sur l'axede l'ensemble, sur une partie au moins de leur hauteur à compter des pales de ventilation qui en forment le prolongement, et de préférence, dès leur extrémité la plus éloignée du moyeu. In practice, the spacer ribs in question are themselves, axially, generally oblique on the axis of the assembly, over at least part of their height from the ventilation blades which form the extension thereof, and preferably from their end furthest from the hub.
En pratique également, toutes les nervures entrétoises sont, axialement, globalement obliques sur l'axe de l'ensemble dès leur extrémité la plus éloignée du moyeu. In practice also, all the spacer ribs are, axially, generally oblique on the axis of the assembly from their end furthest from the hub.
L'originalité de cette position apparaîtra mieux si l'on rappelle que, usuellement, dans les disques de frein du genre concerné connus à ce jour, les nervures entretoises reliant entre elles les deux faces annulaires de la couronne de freinage sont, axialement, droites, c'est-à-dire que, sur toute leur hauteur, elles sont perpendiculaires auxdits flasques annulaires. The originality of this position will appear better if it is recalled that, usually, in the brake disks of the type concerned known to date, the spacer ribs connecting together the two annular faces of the braking ring are, axially, straight , that is to say that over their entire height, they are perpendicular to said annular flanges.
Certes, il a déjà été prévu de tirer profit de la présence de telles nervures entretoises pour constituer des aubes ou ailettes de ventilation. Admittedly, provision has already been made to take advantage of the presence of such spacer ribs to constitute vanes or ventilation fins.
C'est le cas notamment pour l'une des-formes de réalisation décrites dans le brevet français No. 1.488.139. This is particularly the case for one of the embodiments described in French patent No. 1,488,139.
Mais, dans ce brevet français, les aubes ou ailettes de ventilation mises en oeuvre restent axialement droites, leur incurvation étant celle d'une turbine centrifuge, et non pas celle d'un ventilateur axial. However, in this French patent, the blades or ventilation fins used remain axially straight, their curvature being that of a centrifugal turbine, and not that of an axial fan.
En réalité, dans ce brevet français, et c'est le cas usuel, notamment pour les disques de frein destinés, comme en l'espèce, à l'équipement de véhicules automobiles, il s'agit bien plus d'assurer une ventilation de la couronne de freinage que d'assurer le refroidissement du moyeu portant celle-ci. In reality, in this French patent, and this is the usual case, in particular for brake discs intended, as in this case, for the equipment of motor vehicles, it is much more a question of ensuring ventilation of the braking ring to ensure the cooling of the hub carrying the latter.
I1 en est d'autant plus ainsi que, dans ce brevet français, et c'est également le cas le plus fréquent, cette couronne, pour son raccordement à un tel moyeu, présente un voile de support, qui forme un prolongement annulaire d'un des flasques de freinage, et qui s'étend obliquement par rapport à l'axe de l'ensemble, au droit du débouché des canaux formés entre les nervures entretoises reliant ces flasques de freinage, en faisant ainsi écran entre ces canaux et le moyeu concerné. I1 is all the more so since, in this French patent, and this is also the most frequent case, this ring, for its connection to such a hub, has a support web, which forms an annular extension of one of the braking flanges, and which extends obliquely to the axis of the assembly, in line with the outlet of the channels formed between the spacer ribs connecting these braking flanges, thereby forming a screen between these channels and the hub concerned.
Au contraire, les pales de'ventilation mises en oeuvre dans le disque de frein, qui sont des pales de -ventila- teur axial, assurent avantageusement une ventilation directe du moyeu, immédiatement autour de celui-ci. On the contrary, the fan blades used in the brake disc, which are axial fan blades, advantageously provide direct ventilation of the hub, immediately around it.
Le refroidissement en service dudit moyeu s'en trouve particulièrement efficace. The cooling in service of said hub is particularly effective.
Outre ce refroidissement énergique du moyeu, la disposition suivant l'invention conduit à d'autres avantages. In addition to this vigorous cooling of the hub, the arrangement according to the invention leads to other advantages.
Tout d'abord, suivant un développement de-kjlnven- tion, les pales de ventilation mises en oeuvre se prolongent jusqu'au moyeu, et servent à assurer la solidarisation de la couronne à celui-ci. Firstly, according to a de-kjlnven- tion development, the ventilation blades used extend to the hub, and serve to secure the crown to the latter.
Ainsi, pour une telle solidarisation, ces pales de ventilation se trouvent substituEes au voile transversal usuellement mis en oeuvre ce qui permet une minimisation de la chaleur transmise de la couronne de freinage au moyeu par conduction, et permet un allègement sensible de l'ensemble. Thus, for such an attachment, these ventilation blades are substituted for the transverse web usually used, which allows minimization of the heat transmitted from the braking ring to the hub by conduction, and allows a significant reduction in the assembly.
En outre, cette disposition se conjugue avantageusement avec une réalisation d'un seul tenant, en une seule et même pièce, en pratique par moulage, de la couronne, des pales de ventilation et du moyeu, et dans ce cas le matériau mis en oeuvre pour une telle réalisation est préférentiellement, suivant l'invention, de la fonte à graphite sphéroldal à structure ferritique. In addition, this arrangement is advantageously combined with an embodiment in one piece, in one and the same piece, in practice by molding, of the crown, of the ventilation blades and of the hub, and in this case the material used. for such an embodiment is preferably, according to the invention, spheroidal graphite cast iron with ferritic structure.
Enfin, lorsque, comme c'est également le cas préférentiellement, toutes les nervures entretoises sont globalement obliques sur l'axe de l'ensemble, de telles nervures entretoises sont mieux à même d'absorber dans des conditions satisfaisantes, en se vrillant, la composante radiale de la dilatation thermique en service de la couronne de freinage, sans déformation intempestive, et notamment sans-voilage, de celle-ci. Finally, when, as is also preferentially the case, all the spacer ribs are generally oblique on the axis of the assembly, such spacer ribs are better able to absorb under satisfactory conditions, by twisting, the radial component of the thermal expansion in service of the braking ring, without untimely deformation, and in particular without warping, of the latter.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels
la figure 1 est une vue partielle en élévation, suivant la flèche 1 de la figure 2, et avec un arrachement local, d'un disque de frein suivant l'invention
la figure 2 en est une vue partielle en coupe axiale, suivant la ligne II-II de la figure 1
la figure 3 en est une vue partielle en plan, suivant la flèche III de la figure 2.The characteristics and advantages of the invention will become apparent from the description which follows, by way of example, with reference to the appended schematic drawings in which
Figure 1 is a partial elevational view, along arrow 1 of Figure 2, and with a local cutaway, of a brake disc according to the invention
Figure 2 is a partial view in axial section along the line II-II of Figure 1
FIG. 3 is a partial plan view thereof, along arrow III of FIG. 2.
Tel qu'illustré sur ces figures, le disque de frein suivant l'invention est globalement formé d'une couronne de freinage 10 et d'un moyeu 11 portant celle-ci. As illustrated in these figures, the brake disc according to the invention is generally formed by a braking ring 10 and a hub 11 carrying the latter.
La couronne de freinage 10 est elle-même formée de deux flasques annulaires de freinage parallèles 12, dont les faces opposées forment chacune respectivement une piste de frottement 13, et qui sont reliés l'un à l'autre, de place en place, par des nervures entretoises 14. The braking ring 10 is itself formed by two annular parallel braking flanges 12, the opposite faces of which each respectively form a friction track 13, and which are connected to each other, from place to place, by spacer ribs 14.
Suivant l'invention, entre la couronne 10 et le moyeu 11, s'étendent des pales de ventilation 15, qui, axial lement, sont globalement obliques par rapport à l'axe de l'ensemble. According to the invention, between the crown 10 and the hub 11, there are ventilation blades 15 which, axially, are generally oblique with respect to the axis of the assembly.
De préférence, et tel que représenté, ces pales de ventilation 15 forment chacune individuellement le prolongement de nervures entretoises 14, en étant, d'un seul tenant, dans la continuité de celles-ci. Preferably, and as shown, these ventilation blades 15 each individually form the extension of spacer ribs 14, being, in one piece, in the continuity thereof.
En-pratique, et tel qu'également représenté, seule une partie des nervures entretoises 14 est ainsi prolongée par des pales de ventilation 15. In-practice, and as also shown, only a part of the spacer ribs 14 is thus extended by ventilation blades 15.
De préférence, et c'est le cas dans l'exemple de réalisation représenté, les nervures entretoises 14 ainsi prolongées par des pales de ventilation 15 sont elles-mêmes, axialement, globalement obliques sur l'axe de l'ensemble, sur une partie au moins de leur hauteur à compter desdites pales de ventilation, et, en pratique, elles sont ainsi globalement obliques sur'axe de l'ensemble dès leur extrémité la plus éloignée du moyeu. Preferably, and this is the case in the embodiment shown, the spacer ribs 14 thus extended by ventilation blades 15 are themselves, axially, generally oblique on the axis of the assembly, on a part at least their height from said ventilation blades, and, in practice, they are thus generally oblique on the axis of the assembly from their end furthest from the hub.
En pratique également, et ainsi qu'il est visible sur les figures, et notamment à la figure 3, toutes les nervures entretoises 14, c'est-à-dire même celles qui ne sont pas prolongées par des pales de ventilation 15, sont, axialement, globalement obliques sur l'axe de l'ensemble dès leur extrémité la plus éloignée du moyeu. Also in practice, and as can be seen in the figures, and in particular in FIG. 3, all the spacer ribs 14, that is to say even those which are not extended by ventilation blades 15, are , axially, generally oblique on the axis of the assembly from their end furthest from the hub.
Enfin, les pales de ventilation 15 mises en oeuvre suivant l'invention se prolongent en pratique jusqu'au moyeu 11 et servent à assurer la solidarisation à celui-ci de la couronne 10. Finally, the ventilation blades 15 used according to the invention extend in practice to the hub 11 and serve to secure the latter to the crown 10.
Couronne 10, pales de ventilation 15, et moyeu 11, peuvent des lors être réalisés d'un seul tenant, et former conjointement une seule et même pièce, tel que représenté. Crown 10, ventilation blades 15, and hub 11, can therefore be made in one piece, and jointly form a single piece, as shown.
Une telle pièce, qui peut être réalisée par moulage, est de préférence en fonte à graphite sphéroïdal à structure ferritique. Such a part, which can be produced by molding, is preferably made of spheroidal graphite cast iron with a ferritic structure.
Elle peut etre en une seule partie, à fretter sur un essieu. It can be in a single part, to be hooped on an axle.
Mais elle peut également être en deux parties à relier suivant -un plan axial commun pour serrage sur un tel essieu. But it can also be in two parts to be connected along a common axial plane for clamping on such an axle.
Dans tous les cas, pour faciliter le moulage, nervures entretoises 14 et pales de ventilation 15 peuvent être globalement planes. In all cases, to facilitate molding, spacer ribs 14 and ventilation blades 15 can be generally flat.
En variante, elles peuvent être en hélicoïde. Alternatively, they can be helical.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described and shown, but encompasses any variant.
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