FR2682443A1

FR2682443A1 - BRAKE LINING, PARTICULARLY FOR VEHICLE DISC BRAKES ON TRACKS.

Info

Publication number: FR2682443A1
Application number: FR9211758A
Authority: FR
Inventors: Wirth Dr Xaver
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1991-10-10
Filing date: 1992-10-05
Publication date: 1993-04-16
Anticipated expiration: 2012-10-05
Also published as: DE4133593A1; FR2682443B1

Abstract

La surface de friction de la garniture de frein présente une forme qui s'écarte de la forme d'un secteur d'anneau de cercle et qui est déterminée par un rapport linéaire croissant entre la longeur l(r) de l'arc de la garniture et la périphérie 2 r pi de l'anneau de friction.The friction surface of the brake lining has a shape which deviates from the shape of a ring sector of a circle and which is determined by an increasing linear ratio between the length l (r) of the arc of the trim and the periphery 2 r ft of the friction ring.

Description

Garniture de frein, en particulier pour des freins à disques de véhiculesBrake lining, in particular for vehicle disc brakes

sur rails L'invention concerne une garniture de frein selon The invention relates to a brake lining according to

le préambule de la revendication 1. the preamble of claim 1.

La garniture de frein et le disque de freins à disques qui tournent à sec, s'usent mutuellement Ceci est également le cas pour des garnitures de freins réniformes, qui sont utilisées, de préférence, dans les pinces de freins d'installations de freins à disques pour des véhicules sur10 rails Dans le cas de tels dispositifs de freinage, l'allure qualitative du contour de l'usure du disque de frein est le résultat de plusieurs influences, comme la largeur relative de la garniture, la conformation de la garniture, la rigidité du support de la garniture de frein, la dimension et la15 position de la surface d'appui de la garniture de frein dans les supports de la garniture de frein, la rigidité de la garniture de frein, etc Il s'est avéré, en particulier, que la forme de la garniture de frein contribue très largement à déterminer le contour de l'usure au niveau du disque de frein Des garnitures de freins réniformes conduisent, en général, à une usure du disque non uniforme dans le sens radial, usure que l'on désigne encore par l'expression The brake lining and the disc brake disc which rotate dry, wear each other. This is also the case for kidney-shaped brake linings, which are preferably used in the brake calipers of brake systems. discs for vehicles on 10 rails In the case of such braking devices, the qualitative appearance of the wear contour of the brake disc is the result of several influences, such as the relative width of the lining, the shape of the lining, the stiffness of the brake lining support, the size and position of the bearing surface of the brake lining in the brake lining supports, the rigidity of the brake lining, etc. It turned out, in particular, that the shape of the brake lining contributes very largely to determining the contour of wear at the level of the brake disc. Kidney-shaped brake linings lead, in general, to non-uniform wear of the disc. me in the radial direction, wear which is still designated by the expression

"fonctionnement à vide du frein à disque". "no-load operation of the disc brake".

Par ailleurs, on a constaté que les surfaces de friction de la garniture de frein et de disques de freins ne restent planes, pour une usure croissante, que si la forme de la garniture satisfait à des lois déterminées: Pour chaque rayon d'anneau de friction, il faut que le rapport entre la longueur de l'axe de la garniture et la périphérie de l'anneau de friction soit constant De plus, la position de l'attaque de la force de serrage doit tenir compte de Furthermore, it has been found that the friction surfaces of the brake lining and brake discs remain flat, for increasing wear, only if the shape of the lining satisfies determined laws: For each ring radius of friction, the ratio between the length of the lining axis and the periphery of the friction ring must be constant In addition, the position of the clamping force attack must take account of

l'influence de la pression et de la vitesse de glissement. the influence of pressure and sliding speed.

La forme de la garniture pose un problème si, pour une longueur de garniture prédéterminée, par exemple la longueur de garniture qui est déterminée à l'avance par la10 géométrie d'un étrier de frein, requiert une surface de garniture plus importante, donc un volume d'usure The shape of the lining poses a problem if, for a predetermined lining length, for example the lining length which is determined in advance by the geometry of a brake caliper, requires a larger lining surface, therefore a wear volume

supplémentaire de la garniture De même, des problèmes se posent si, dans le cas de pinces de freins déterminées, on passe d'une conformation réniforme des garnitures de freins à15 une forme à usure plane de la garniture, alors même que la position du point d'attaque de la force est déjà déterminée. Additional of the lining Similarly, problems arise if, in the case of specified brake callipers, one passes from a reniform conformation of the brake linings to a form with flat wear of the lining, even though the position of the point force attack is already determined.

Compte tenu des configurations ci-dessus, l'invention a pour objet de réaliser une garniture de frein, du genre en question, de façon que l'on puisse satisfaire de façon universelle les possibilités de conformations et différentes exigences de montage de constructions de l'étrier de frein ou de constructions de pinces de frein On cherche également à pouvoir disposer d'une grande surface de la garniture de frein, sans que l'on soit obligé d'admettre une In view of the above configurations, the object of the invention is to produce a brake lining of the kind in question, so that the possibilities of conformation and different mounting requirements of construction constructions can be universally satisfied. brake caliper or brake caliper constructions It is also sought to be able to have a large surface of the brake lining, without it being necessary to admit a

usure non uniforme.non-uniform wear.

Pour résoudre ce problème, l'invention propose les particularités qui sont indiquées dans la partie caractérisante de la revendication 1. Il a été constaté que des garnitures de freins n'ont pas besoin d'être formées selon les lois pour des surfaces de secteurs annulaires, ce qui signifie, en d'autres termes, que l'on a pu constater que dans le cadre de la possibilité du déplacement du point d'attaque de la force, des conformations sont possibles pour la garniture, dans lesquelles on obtient soit un rapport entre la longueur de l'arc de la garniture et la périphérie de l'anneau de To solve this problem, the invention provides the features which are indicated in the characterizing part of claim 1. It has been found that brake linings do not need to be formed according to the laws for surfaces of annular sectors. , which means, in other words, that one could note that within the framework of the possibility of displacement of the point of attack of the force, conformations are possible for the lining, in which one obtains either a ratio between the length of the arc of the lining and the periphery of the ring

friction, qui croît linéairement ou qui chute linéairement. friction, which increases linearly or which falls linearly.

Des formes de réalisation avantageuses ainsi que des développements de l'invention sont indiqués dans les Advantageous embodiments as well as developments of the invention are indicated in the

autres revendications.other claims.

Dans ce qui suit, on explicitera l'invention à l'aide d'exemples d'exécution, avec référence au dessin annexé, dans lequel: la figure 1 est une vue en plan d'une garniture de frein conforme à l'invention, avec représentation de son contour par rapport au contour d'une garniture en section d'anneau; la figure 2 montre la position de montage d'une garniture de frein présentant le contour selon la figure 1, dans la pince de freinage d'une installation de freinage pour des véhicules sur rails; et la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 1, d'une garniture de frein selon une autre forme de In what follows, the invention will be explained with the aid of working examples, with reference to the appended drawing, in which: FIG. 1 is a plan view of a brake lining according to the invention, with representation of its contour relative to the contour of a lining in ring section; Figure 2 shows the mounting position of a brake lining having the outline according to Figure 1, in the brake caliper of a braking installation for rail vehicles; and FIG. 3 is a view similar to that of FIG. 1, of a brake lining according to another form of

réalisation de l'invention.realization of the invention.

Dans la figure 1, on a représenté en traits pleins la forme d'une garniture de frein du genre conforme à l'invention, laquelle garniture de frein peut être considérée comme une modification d'une garniture en forme de secteur d'un anneau La garniture de frein qui est représentée dans le dessin entre les points A',B',C, D', qui a la forme d'un secteur d'anneau, et qui correspond à la forme d'exécution dans laquelle, dans le cas idéal, la longueur de l'arc 1 (r) de la garniture est constante par rapport à la périphérie de l'anneau de friction 2 r 7 r A la périphérie extérieure de la garniture de frein de la forme d'un secteur annulaire, cela signifie que l(ra)/2 ran est constant, et de la même manière, In Figure 1, there is shown in solid lines the shape of a brake lining of the kind according to the invention, which brake lining can be considered as a modification of a sector-shaped lining of a ring La brake lining which is represented in the drawing between the points A ', B', C, D ', which has the form of a ring sector, and which corresponds to the embodiment in which, in the case ideally, the length of the arc 1 (r) of the lining is constant with respect to the periphery of the friction ring 2 r 7 r At the external periphery of the brake lining in the form of an annular sector, this means that l (ra) / 2 ran is constant, and in the same way,

on a pour la périphérie intérieure l(ri)/2 ri 7 r = constant. we have for the inner periphery l (ri) / 2 ri 7 r = constant.

Afin de pouvoir loger la garniture de frein en tenant compte de la construction de pinces de freins selon l'agencement représenté dans la figure 2, la garniture de frein selon la figure 1 est, conformément à l'invention, conformée de telle façon que la périphérie extérieure est augmentée, ce qui revient à dire que la longueur de l'arc de la garniture l(ra) est choisie avec une plus grande valeur, alors que la5 périphérie intérieure, c'est-à-dire la longueur de l'arc de In order to accommodate the brake lining taking into account the construction of brake calipers according to the arrangement shown in FIG. 2, the brake lining according to FIG. 1 is, in accordance with the invention, shaped so that the outer periphery is increased, which amounts to saying that the length of the arc of the lining l (ra) is chosen with a greater value, while the inner periphery, that is to say the length of the arc of

la garniture l(ri) est dimensionnée de façon plus faible. the packing l (ri) is dimensioned in a smaller way.

Selon la position de montage de l'agencement de la pince de frein selon la figure 2, il est possible de dégager verticalement vers le bas une telle garniture de frein qui assume ladite disposition dans le support de garniture de frein (après ouverture du dispositif de blocage de la garniture de frein), sans qu'une collision soit possible entre la périphérie intérieure de la garniture de frein avec le moyeu, et avec les vis de fixation de ce dernier.15 Afin d'obtenir, malgré la modification de la forme en secteur d'anneau, une usure sensiblement uniforme à du contour de la garniture de frein qui est formé au niveau des points A,B,C et D (figure 1), le point d'attaque initial E de la force, et qui est associé à la forme en secteur d'anneau, est déplacé radialement vers l'extérieur de manière que soit Depending on the mounting position of the arrangement of the brake calliper according to Figure 2, it is possible to release vertically downwards such a brake lining which assumes said arrangement in the brake lining support (after opening of the brake lining), without a collision possible between the inner periphery of the brake lining with the hub, and with the fixing screws of the latter.15 In order to obtain, despite the modification of the shape in the ring sector, wear which is substantially uniform over the contour of the brake lining which is formed at points A, B, C and D (FIG. 1), the initial point of attack E of the force, and which is associated with the ring sector shape, is moved radially outwards so that either

formé le point d'attaque de la force F de la forme modifiée. formed the point of attack of the force F of the modified form.

La garniture de frein de la forme modifiée selon l'invention, et qui est susceptible d'être introduite dans une pince de frein, à partir du bas, dans des guidages (non représentés), possède, par rapport aux garnitures de freins habituelles à conformation réniforme, l'avantage essentiel qui réside dans le fait que l'on évite ce que l'on désigne par une course à vide, au niveau du disque de frein En fonction de différentes grandeurs qui peuvent exercer une influence, les bords latéraux de la garniture sont variables, et peuvent présenter, par exemple, une configuration légèrement courbe comme représenté dans la figure 1, étant noté que la conformation correspondante des bords latéraux est également déterminée par la surface qui est nécessaire pour la The brake lining of the modified form according to the invention, and which is capable of being introduced into a brake caliper, from the bottom, in guides (not shown), has, with respect to the usual brake linings to reniform conformation, the essential advantage which resides in the fact that one avoids what one designates by an idle stroke, at the level of the brake disc According to different sizes which can exert an influence, the lateral edges of the lining are variable, and may have, for example, a slightly curved configuration as shown in Figure 1, it being noted that the corresponding conformation of the lateral edges is also determined by the surface which is necessary for the

garniture de frein.brake lining.

Dans la forme d'exécution selon l'invention, telle que représentée dans la figure 3, on a choisit, en modification d'une garniture en forme de secteur annulaire, une conformation dans laquelle la longueur de l'arc ou de la 5 courbe est dimensionnée à une valeur grande à sa périphérie, alors que les bords latéraux présentent une configuration légèrement courbe vers l'extérieur De cette manière, on obtient un gain notable en surface, comme cela est représenté par des hachures dans la moitié inférieure de la figure La garniture de frein représentée dans la figure 3 correspond à une conformation qui est utilisée dans des constructions d'étrier de freins La surface qui est disponible sur la périphérie extérieure de la garniture de frein, est déterminée par la dimension de l'ouverture du carter de15 l'étrier de frein, car des garnitures de freins de ce genre In the embodiment according to the invention, as shown in FIG. 3, a conformation in which the length of the arc or of the curve has been chosen, in modification of a lining in the form of an annular sector is dimensioned to a large value at its periphery, while the lateral edges have a slightly curved configuration towards the outside In this way, a significant gain in surface is obtained, as represented by hatching in the lower half of the figure The brake lining shown in FIG. 3 corresponds to a configuration which is used in brake caliper constructions. The surface which is available on the outer periphery of the brake lining is determined by the size of the opening of the housing. de15 the brake caliper because brake linings of this kind

sont introduites, à partir du haut, dans l'étrier de frein. are inserted from the top into the brake caliper.

Grâce à la configuration modifiée de la forme d'exécution selon la figure 3, et qui augmente la périphérie intérieure, on obtient un gain de surface de la garniture sans que cela implique des modifications de construction à l'intérieur de l'étrier de frein Afin d'obtenir une usure sensiblement constante sur la totalité de la largeur, le point d'attaque de la force de l'agencement selon la figure 3 est dirigé davantage vers le milieu de l'axe, comparativement à celui d'un secteur annulaire classique, c'est-à-dire dans le cas Thanks to the modified configuration of the embodiment according to FIG. 3, and which increases the internal periphery, a gain in surface area of the lining is obtained without this involving modifications of construction inside the brake caliper. In order to obtain substantially constant wear over the entire width, the point of attack of the force of the arrangement according to FIG. 3 is directed more towards the middle of the axis, compared to that of an annular sector. classic, that is to say in the case

d'une garniture sans surface supplémentaire. a filling without additional surface.

A l'aide des garnitures de freins réalisées selon l'invention, on peut obtenir, comme dans le cas de garnitures en forme de secteurs annulaires, une usure sensiblement plane ou parallèle entre garniture et disque, ce à quoi contribue également la position du point d'attaque de la force On peut également obtenir un gain en volume d'usure de la garniture, par l'accroissement de la surface de la garniture jusqu'à environ 20 %, ainsi que cela est visualisé par l'agencement selon la figure 3 Finalement, il est également possible d'adapter la forme de la garniture, dans le cadre des considérations de l'invention, pour assurer une usure parallèle au niveau de la garniture et du disque, dans le cas d'une position prédéterminée du point d'attaque de la force.5 La garniture de frein qui est représentée dans les figures 1 et 3 et qui est de forme modifiée selon l'invention, possède avantageusement une largeur qui est telle que cette garniture recouvre la totalité de la surface de friction au niveau du disque de frein, donc, dans10 l'agencement selon la figure 2, une extension radiale dans le sens horizontal; ceci assure une usure uniforme au niveau de la périphérie intérieure et de la périphérie extérieure du disque de frein, c'est-à-dire que l'on évite le problème d'un contour d'usure non uniforme de garnitures classiques, à Using the brake linings produced according to the invention, it is possible to obtain, as in the case of linings in the form of annular sectors, substantially flat or parallel wear between lining and disc, to which the position of the point also contributes. of attack of the force One can also obtain a gain in volume of wear of the lining, by the increase in the surface of the lining up to approximately 20%, as that is visualized by the arrangement according to the figure 3 Finally, it is also possible to adapt the shape of the lining, in the context of the considerations of the invention, to ensure parallel wear at the level of the lining and of the disc, in the case of a predetermined position of the point. 5 The brake lining which is represented in FIGS. 1 and 3 and which is of modified form according to the invention, advantageously has a width which is such that this lining covers the entire surface. friction at the brake disc, therefore, in the arrangement according to Figure 2, a radial extension in the horizontal direction; this ensures uniform wear at the inner periphery and the outer periphery of the brake disc, that is to say that the problem of a non-uniform wear contour of conventional linings is avoided,

recouvrement partiel.partial recovery.

Claims

1 Brake lining, in particular for disc brakes of rail vehicles, constituted by a friction element fixed on a lining support, for its implementation in a brake caliper or in a brake caliper, characterized by causes the friction surface of the brake lining to have a shape which deviates from the shape of a circle ring sector and which is determined by an increasing linear relationship between the length 1 (r) of the arc of the lining and the periphery 2 r N of the friction ring. 2 brake lining according to claim 1, characterized in that the projection of the lateral edges between the inner periphery and the outer periphery of the brake lining intersect at a point which is located between the center of the axis of the disc brake and lining

of brake.

3 A lining according to claim 1, characterized in that the projection of the lateral edges which extend between the inner periphery and the outer periphery of the brake lining, intersect at a point which is located radially outside the brake lining. 4 Brake lining according to one of

previous claims, characterized in that the side edges are bent inwards.

Brake lining according to one of claims

1 to 3, characterized in that the edges

sides are curved outwards.

6 Brake lining according to one of

previous claims, characterized in that it

covers the entire radial extension of the friction surface of the friction disc.