FR2748244A1

FR2748244A1 - Dispositif d'actionnement electromecanique pour des freins a disque de vehicules sur rails

Info

Publication number: FR2748244A1
Application number: FR9704089A
Authority: FR
Inventors: Xaver Wirth
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 1996-05-03
Filing date: 1997-04-03
Publication date: 1997-11-07
Anticipated expiration: 2017-04-03
Also published as: FR2748244B1; DE19617796C2; GB9709148D0; GB2312717B; GB2312717A; DE19617796A1

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'actionnement pour des freins à disque de véhicules sur rails. Ce dispositif d'actionnement comportant un étrier (1) est pourvu d'un ressort accumulateur (3) chargeant un piston à broche (9), couplé à un piston de serrage délivrant une force d'actionnement (14) et vissé dans un écrou (23) bloqué axialement, au moyen d'un filetage de réglage non autobloquant (22), le piston (9) pouvant être vissé à l'aide d'un moteur pas-à-pas (20) et l'écrou pouvant être entraîné en rotation par un moteur électrique (26) et une transmission à vis sans fin en sens opposé du vissage. Application notamment aux systèmes de freinage de véhicules ferroviaires.

Description

L'invention concerne un dispositif d'actionnement électromécanique pour

des freins à disque de véhicules sur rails, notamment pour des freins à disque comportant un étrier de frein ou un cadre d'étrier, comportant un ressort accumulateur emmagasinant une force d'actionnement, un piston de serrage qui peut être chargé axialement par ce dernier et délivre la force d'actionnement, un mécanisme de vissage pouvant être entraîné par un moteur électrique par l'intermédiaire d'un mécanisme démultiplicateur et servant à bander le ressort accumulateur, et un dispositif de freinage qui contrôle la rotation d'une partie tournante du mécanisme de vissage, avec possibilité de commutation, dans le sens de la détente du ressort accumulateur. Un tel dispositif d'actionnement est connu, par exemple, d'après le brevet allemand DE 34 23 510 C2. Les dispositifs d'actionnement connus présentent une structure compliquée formée de nombreuses pièces, ne peuvent pas être réalisés sous une forme compacte et ne permettent pas des modifications rapides de force, telles qu'elles sont nécessaires par exemple pour des systèmes de régulation d'antipatinage, et/ou la force, qu'ils

délivrent, ne peut être que mal réglée ou réglée de façon imprécise.

Dans le cas de l'utilisation d'un paquet de ressorts Belleville relativement dur en tant que ressort accumulateur, les dispositifs d'actionnement électromécaniques du type indiqué ne présentent que de faibles courses utiles de déplacement et, par conséquent, sont particulièrement avantageux pour être utilisés pour des freins à disque qui peuvent être serrés avec de faibles courses de déplacement, en particulier pour des freins à disque comportant des étriers de frein ou des cadres

d'étrier, en raison de leur faible déformation élastique.

D'après la demande de brevet européen EP 0 334 434 B1 étrangère à la définition de base de l'invention, il est connu, dans un dispositif d'actionnement électromécanique, de mesurer, au moyen d'un dispositif du type boîte dynamométrique, la force d'appui pour une pièce, qui transmet la force d'actionnement, et par conséquent la force d'actionnement, et de commander l'actionnement pour le serrage ou de déclencher d'autres processus de commande, en fonction de la valeur mesurée. En outre, d'après ce document, il est connu, pour commander la force d'actionnement, de prévoir un moteur pas-à-pas et/ou de mesurer, au moyen d'un compteur d'impulsions coopérant avec des dents d'une roue dentée, des vitesses de

rotation ou des angles de rotation sur des moteurs de commande.

La demande de brevet allemand DE36 19 948 C2 montre un compensateur d'usure qui est intégré dans un poussoir d'un dispositif d'actionnement, par ailleurs, totalement étranger à la définition de base de l'invention. L'invention a pour but d'aménager un dispositif d'actionnement électromécanique du type indiqué en introduction, d'une manière telle que l'on puisse obtenir une structure simple et bon marché dans le cadre d'une réalisation compacte et une bonne possibilité de réglage, également suffisamment rapide pour des fonctions d'antipatinage, auquel cas naturellement on doit avoir une haute sécurité même lors de l'apparition de

défauts par l'utilisation du concept de l'accumulateur à ressort.

Ce but est atteint conformément à l'invention, pour un dispositif d'actionnement du type indiqué en introduction, grâce au fait que l'une des deux parties du mécanisme de vissage, d'une conception non autobloquante, sous forme d'un filetage de réglage, est supportée axialement et peut être entraînée par le moteur électrique dans le sens du bandage du ressort accumulateur, et que l'autre partie, couplée axialement au cylindre de serrage, peut être freinée à l'aide du dispositif de freinage, de telle sorte que des vitesses différentielles de rotation peuvent être réglées entre les deux parties de manière à commander la force d'actionnement pouvant être

délivrée par le piston de serrage.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'actionnement comprend un piston à broche, qui peut tourner et est déplaçable axialement dans un boîtier et qui est chargé axialement, dans le sens de la délivrance de la force d'actionnement, par le ressort accumulateur et est couplé, avec une liberté de rotation, au moyen d'un palier axial, au piston de serrage, et qui est vissé, au moyen du filetage de réglage réalisé éventuellement sous la forme d'un filetage trapézoïdal, dans un élément formant écrou pouvant être entraîné en rotation par le moteur électrique et s'appuyant contre le boîtier, tout en pouvant tourner, dans le sens de la détente du ressort accumulateur, et qui peut être freiné au moyen du

dispositif de freinage.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le ressort accumulateur prend appui, d'une part, contre le boîtier et, d'autre part, contre un piston de précontrainte déplaçable axialement dans le boîtier, et le piston de précontrainte prend appui par l'intermédiaire d'un palier axial contre le piston à broche, dans le sens de la détente du ressort accumulateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le piston à broche comporte une section de forme tubulaire, qui s'étend radialement à l'intérieur du ressort accumulateur et dont une extrémité, tournée du côté du piston de serrage, porte une section à collerette, contre laquelle s'appliquent, côté ressort accumulateur, le palier axial pour le piston de précontrainte et, de l'autre côté, le palier axial pour le piston de serrage, et dont l'autre extrémité se prolonge par une section formant broche filetée qui est vissée

dans l'élément formant écrou.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de freinage

est actionnable par commande électrique.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de freinage est un dispositif de blocage commutable électriquement, éventuellement un frein à friction, qui peut être desserré par voie électromagnétique à

l'encontre de la force d'un ressort.

En variante, le dispositif de freinage comporte un moteur électrique ou un moteur pas-à-pas, dont la vitesse de rotation ou l'angle de rotation peut être commandé et qui est couplé, par l'intermédiaire d'une denture de roue dentée, à la partie pouvant être freinée du mécanisme de vissage

comportant le filetage de réglage.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la section à collerette du piston à broche porte un corps en forme de disque qui porte, au moins à proximité de son bord extérieur, un anneau de garniture de frein pour le frein à friction ou, sur sa périphérie extérieure, une denture droite ou une couronne dentée destinée à engrener avec un pignon du moteur électrique

ou du moteur pas-à-pas.

Selon une autre caractéristique de l'invention, une denture coopérant avec un compteur d'impulsions est prévue sur la périphérie extérieure du

corps en forme de disque.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'électroaimant du frein à friction, le moteur électrique ou le moteur pas-à-pas est disposé radialement à l'extérieur du ressort accumulateur, éventuellement réalisé sous la forme d'un paquet de ressorts Belleville, en s'engageant axialement

par-dessus ce ressort.

Selon une autre caractéristique de l'invention, plusieurs électroaimants, moteurs électriques ou moteurs pas-à-pas sont disposés, en

étant répartis, autour de la périphérie extérieure du ressort accumulateur.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le piston de serrage est

chargé par un ressort en sens opposé à la direction d'actionnement.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le mécanisme démultiplicateur est réalisé, dans la chaîne d'entraînement en rotation de la pièce tournante du mécanisme de vissage, sous la forme d'un mécanisme à

vis sans fin autobloquant.

Sur les figures 1 et 2 des dessins annexés, on a représenté deux possibilités de réalisation différentes et avantageuses pour des dispositifs d'actionnement conçus selon l'invention, sous la forme de vues en coupe faites au niveau de leurs parties essentielles pour l'invention, les parties qui

se correspondent étant désignées par les mêmes chiffres de référence.

La figure 1 montre une partie d'un étrier ou d'un cadre d'étrier 1 d'un frein à disque, par ailleurs non représenté, qui est relié solidement à un boîtier 2 du dispositif d'actionnement, d'une manière non représentée, de préférence de manière amovible. Dans le boîtier 2 est situé un ressort accumulateur 3, qui est conçu sous la forme d'un paquet de ressorts Belleville et qui prend appui vers l'arrière, sur le côté situé à l'opposé du cadre d'étrier, contre une paroi 4 du boîtier 2 et, d'autre part, à l'avant et dans la direction de la force d'actionnement devant être délivrée, contre un piston de précontrainte 6. Le boîtier 2, le ressort accumulateur 3 et le piston de précontrainte 6 possèdent un axe commun 5. Le piston de précontrainte 6

est doté d'une configuration approximativement en forme de L en demi-

coupe transversale, et s'engage par son élément tubulaire 7, situé radialement à l'intérieur, dans le ressort accumulateur 3 et sert à supporter

ce dernier.

Vers l'avant, le piston de précontrainte 6 prend appui, par l'intermédiaire d'un palier axial 8 réalisé sous la forme d'un roulement à rouleaux coniques, contre un piston à broche 9, qui peut tourner et est déplaçable axialement dans le boîtier 2 et qui est coaxial à l'axe 5 et possède une section de forme tubulaire 10, qui se prolonge vers l'avant par une section à collerette 11, contre laquelle s'applique, côté ressort accumulateur, le palier axial 8. De l'autre côté, la section 10 se prolonge par une section

formant broche filetée 12, par laquelle le piston à broche 9 se termine.

Sur la section à collerette 11, du côté opposé au palier axial 8, s'applique un autre palier axial 13, contre lequel un piston de serrage 14 prend appui, en sens opposé à la direction de la force d'actionnement. Entre le boîtier 2 et une bague de serrage 15, qui est calée sur le piston de serrage 14 et en est donc solidaire, mais est éventuellement retenue aussi d'une autre manière, est serré un ressort 16, qui charge le piston de serrage 14 en sens opposé à la direction de serrage, c'est-à-dire vers l'arrière. L'extrémité avant du piston de serrage 14 fait saillie hors du boîtier 2, et une mâchoire non représentée du frein à disque, qui est déplaçable par rapport au cadre d'étrier 1, est destinée à être accouplée mécaniquement à cette extrémité avant du

piston de serrage.

La section à collerette 1l 1 se prolonge radialement vers l'extérieur par un corps en forme de disque 17, qui comporte, sur sa périphérie extérieure,

une denture droite 18, avec laquelle engrène un pignon 19 d'un moteur pas-

à-pas 20 qui est fixé dans le boîtier 2, de préférence sur le piston de précontrainte 6 qui est bloqué en rotation sous l'effet de la liaison par frottement avec le ressort accumulateur 3. Comme cela est représenté, l'arbre 21 du moteur pas-à-pas 20 peut traverser un perçage ménagé dans le piston de précontrainte 6, mais en variante à cela le piston de précontrainte

peut également se terminer radialement en deçà de l'arbre 21.

Un élément formant écrou 23 est vissé, de manière déplaçable, sur la section formant broche filetée 12 au moyen d'un filetage de réglage non autobloquant 22, réalisé de préférence sous la forme d'un filetage trapézoïdal, de manière à former un mécanisme de vissage, et l'élément formant écrou 23 prend appui, au moyen d'un palier axial 24 réalisé sous la forme d'un roulement à rouleaux coniques, contre la paroi 4, sur la face de celle-ci tournée à l'opposé du ressort accumulateur. L'élément formant écrou 23 porte, sur le côté radialement extérieur, une roue tangente 25, qui engrène avec une vis sans fin 27 pouvant être entraînée par un moteur électrique 26; le moteur électrique 26 est retenu, de préférence, sur le boîtier 2. Le mécanisme démultiplicateur 28 formé par la roue tangente 25 et la vis sans fin 27 est conçu de manière à être autobloquant. Le boîtier 2 peut comporter, d'une manière non représentée, un prolongement axial, au moyen duquel il entoure au moins le mécanisme démultiplicateur 28, et éventuellement également le moteur électrique 26, pour que le dispositif d'actionnement forme une unité protégée, complètemcnt entourée par le boîtier. Lorsque le dispositif d'actionnement est dans l'état non actionné, qui correspond au fait que le frein à disque est desserré, le ressort accumulateur 3 est bandé et est placé en appui, par le piston de précontrainte 6, par l'intermédiaire du palier axial 8, contre le piston à broche 9 et, le moteur pas-à-pas 20 étant arrêté et non excité, le piston à broche 9 est maintenu bloqué en rotation par l'intermédiaire de la denture droite 18 et est également empêché, par le filetage de réglage 22, d'effectuer des déplacements axiaux, étant donné que l'élément formant écrou 23 est également maintenu bloqué en rotation au moyen du mécanisme démultiplicateur 28, lorsque le moteur électrique 26 est à l'état arrêté et non excité. Le flux de force du ressort accumulateur 3 se referme ainsi à travers la paroi 4, à partir du piston à broche 9, en passant par l'élément formant écrou 23 et le palier axial 24. Le ressort 16 maintient le piston de serrage 14 dans sa position d'extrémité de droite, dans laquelle il s'applique au moyen

du palier axial 13 contre le piston à broche 9.

Pour l'actionnement du dispositif d'actionnement, c'est-à-dire pour le serrage du frein à disque, le moteur pas-à-pas 20 est excité et actionné de telle sorte qu'il fasse tourner, par l'intermédiaire de la denture droite 18, le piston à broche 9 dans le sens du vissage vers la gauche dans le filetage de réglage 22; l'élément formant écrou 23 est en outre maintenu bloqué en rotation. Sous l'effet d'une légère détente, le ressort accumulateur 3 repousse alors le piston à broche 9, en fonction de son vissage dans le filetage de réglage 22, avec une force intense vers la gauche, le piston de serrage 14 étant alors entraîné dans ce mouvement, par l'intermédiaire du palier axial 13, et le frein à disque étant actionné et serré sous l'effet du déplacement relatif de la mâchoire de frein, qui est couplée à ce piston, par rapport au cadre d'étrier 1. Lors du déplacement vers la gauche, le moteur pas-à-pas 20 est entraîné dans ce mouvement, de sorte qu'aucun déplacement axial ne se produit entre la denture droite 18 et le pignon 19. En raison d'une déformabilité élastique toujours présente, même si elle est faible, du frein à disque, le serrage de ce dernier, dans le cas d'une course de déplacement du piston de serrage 14 vers la gauche, s'effectue avec une force de serrage qui augmente avec la longueur de la course, jusqu'à ce que cette force atteigne la force totale du ressort accumulateur 3; par conséquent, sous l'effet de la commande de la longueur de la course de déplacement vers la gauche du piston de serrage 14 ou même du piston à broche 9, il est possible de commander la force de serrage du frein à disque. Pour régler une force de serrage déterminée du frein à disque, on actionne par conséquent le moteur pas-à-pas 20 de telle sorte qu'il fasse tourner et visse à gauche le piston à broche 9 sur un angle qui correspond à cette force de serrage, cet angle pouvant également correspondre à des rotations complètes. Le frein à disque est alors serré par une partie de la force de serrage du ressort accumulateur 3, qui est déterminée par la course de déplacement du piston de serrage 14 vers la gauche et par sa déformation élastique, tandis que la partie de la force du ressort accumulateur 3, qui dépasse la partie précédemment mentionnée de la force de serrage, demeure en outre bouclée, par l'intermédiaire du filetage de réglage 22 et de l'élément formant

écrou 23, sur le ressort accumulateur 3.

Cette commande de la force de serrage, qui dépend de la course, peut être perturbée par des phénomènes d'usure au niveau des garnitures de frein du frein à disque, et c'est pourquoi, comme dans les formes de réalisation qui seront décrites plus loin du dispositif d'actionnement, pour d'autres raisons, en particulier pour obtenir une vitesse de réponse rapide, pour réaliser une économie d'énergie ou pour des questions de maintien de la propreté, il est approprié d'intégrer un compensateur d'usure de type usuel, ayant un fonctionnement usuel, dans le piston de serrage 14. Alors que sur la figure 1 on n'a représenté que la vue extérieure d'un piston de serrage 14 équipé d'un compensateur d'usure intégré, la figure 2 montre, par la représentation en coupe du piston de serrage 14, une forme de réalisation possible de ce compensateur d'usure 29. Il est manifeste que le compensateur d'usure est d'un type connu et a un fonctionnement connu, qui sont tous deux décrits par exemple dans la demande de brevet allemand DE 36 19 948 C2 mentionnée plus haut, et par conséquent il est inutile de

donner des explications supplémentaires sur le compensateur d'usure.

Pour le desserrage ultérieur du frein à disque, alors que le piston à broche 9 est à nouveau bloqué en rotation par le moteur pas-à-pas, le moteur électrique 26 est excité et mis en action de telle sorte qu'il fasse tourner vers la gauche, par l'intermédiaire du mécanisme démultiplicateur 28, l'élément formant écrou 23 par rapport au piston à broche 9, dans le sens du vissage sur le filetage de réglage 22. Etant donné que le palier axial 24 empêche un déplacement de l'élément formant écrou 23 vers la gauche, le piston à broche 9 est alors tiré vers la droite en bandant à nouveau le ressort accumulateur 3 jusqu'à sa valeur initiale. Le piston de serrage 14 suit initialement ce déplacement déplacement vers la droite, jusqu'à ce qu'il ne soit plus qu'appliqué sans force contre le disque de frein, sous l'action de la force de déformation élastique de ce dernier, puis sous l'action de la force

du ressort 16.

En variante, à la commande de la force d'actionnement décrite précédemment qui dépend de la course de déplacement, il est possible de prévoir une commande qui dépende de la force, d'une manière similaire à ce qui est indiqué dans la demande de brevet EP 0 334 434 B1 mentionnée plus haut. A cet effet, on peut utiliser une boîte dynamométrique ou un capteur de force, non représenté, qui est intégré dans le dispositif d'actionnement de la même manière que dans le document cité, pour

mesurer la force d'actionnement chaque fois exercée par ce dernier.

Cependant, le dispositif de mesure dynamométrique peut être également monté sur l'étrier de frein ou sur le cadre de l'étrier de frein ou bien peut

mesurer le couple de freinage produit, au niveau de la suspension de l'étrier.

De cette façon, une régulation de la force d'actionnement ou de la force de serrage du frein est possible, et le moteur pas-à-pas 20 doit alors être actionné jusqu'à ce que le dispositif de mesure dynamométrique signale que

la valeur, devant être réglée, de la force est atteinte.

Il est manifeste que, dans tous les processus de freinage et de desserrage pour le frein à disque, le piston à broche 9 et l'élément formant écrou 23 doivent être entrainés en rotation au moyen du moteur pas-à-pas ou du moteur électrique 26 uniquement dans un sens de rotation dans chaque cas, c'est-à-dire qu'il ne doit se produire aucune inversion du sens de rotation. Cela permet une régulation particulièrement précise et rapide de la force d'actionnement, étant donné qu'aussi bien le moteur pas-à-pas 20 que le moteur électrique sont actionnés simultanément, éventuellement avec de courtes interruptions et/ou selon une alternance rapide, éventuellement aussi à des vitesses commandées, ce qui permet de régler, dans les deux parties de vissage du filetage de réglage 22, c'est-à-dire le piston à broche 9 et l'élément formant écrou 23, des rotations relatives continues ou au moins moyennes, pouvant être modifiées rapidement, dans les deux sens, y compris la valeur 0, ces rotations relatives conduisant, comme cela a été décrit, à des courses de déplacement ou à des réglages de course correspondants du piston de serrage 14 et par conséquent à des forces de serrage correspondantes pour le frein à disque. La régulation de la force de serrage permet une protection contre le patinage, c'est-à-dire qu'elle est suffisamment rapide et précise pour qu'une coopération, sûre du point de vue fonctionnel, du dispositif d'actionnement avec un dispositif de

commande d'antipatinage pour les roues du véhicule sur rails est possible.

Selon une variante, il est possible de prévoir, à la place du moteur pasà-pas 20, un simple dispositif de blocage à actionnement électrique, pour le corps en forme de disque 17; lors de la libération de ce dernier, le piston à broche 9 tourne sous l'effet du couple appliqué par le ressort accumulateur 3 dans le filetage de réglage 22 non autobloquant. Il est également possible de prévoir, à la place du moteur pas-à-pas 20, un moteur électrique dont le nombre de rotations et/ou la vitesse de rotation est réglable, et la denture droite 18 peut alors coopérer avec un compteur d'impulsions 30 comme cela est représenté sur la figure 2. Les rotations ou les angles de rotation du piston à broche 9 peuvent dans ce cas être

commandés de façon précise au moyen du compteur d'impulsions 30.

Pour des raisons de sécurité, le moteur pas-à-pas 20, le moteur électrique ou le dispositif de blocage doit être conçu de telle sorte que, dans le cas d'une panne de courant ou d'une perturbation similaire, le piston à broche 9 puisse tourner et que l'élément formant écrou 23 puisse être en

outre bloqué contre toute rotation par le mécanisme à vis sans fin.

Dans la forme de réalisation du dispositif d'actionnement conforme à la figure 2, un frein à friction 31 est prévu pour le piston à broche 9. Le corps en forme de disque 17 porte à cet effet, près de son bord extérieur qui est muni de la denture droite 18 destinée à coopérer avec le compteur d'impulsions 30, une surface annulaire de freinage qui est éventuellement équipée d'un anneau de garniture de friction 32 et contre laquelle un poussoir de frein 33 peut être repoussé sous l'action de la force d'un ressort non représenté. Le poussoir de frein 33 forme l'armature d'un électroaimant 34, qui est retenu sur le boîtier 2 et qui, lors de son excitation, écarte le poussoir de frein 33 de l'anneau de garniture de friction 32, à l'encontre de la sollicitation du ressort du poussoir, pour que le piston à broche 9, qui ordinairement est bloqué contre toute rotation, puisse tourner. L'excitation de l'électroaimant 34 est commandée au moyen du compteur d'impulsions d'une façon telle que le piston à broche 9 tourne sous l'action du couple induit par le ressort accumulateur 3 par l'intermédiaire du filetage de réglage 22, sur le nombre de tours ou l'angle de rotation respectivement requis. Il est également possible d'exciter l'électroaimant 34 de telle manière que le frein à friction 31 frotte, ce qui permet de régler pour le piston à broche 9, en vue de l'obtention des vitesses différentielles décrites précédemment, les vitesses de rotation nécessaires au niveau du filetage de réglage 22. Le reste de la conception et le fonctionnement de la forme de réalisation de la figure 2 correspondent à ceux de la figure 1, et sur la figure 2, sont portés quelques autres chiffres de référence qui correspondent à la signification qu'ils ont sur la figure 1. Le compensateur d'usure 29 et le compteur d'impulsions 30 ont

déjà été expliqués en référence à la figure 1.

Le moteur pas-à-pas 20, l'électroaimant 34 ou les dispositifs remplaçant ce dernier sont disposés sur l'extérieur, en direction radiale, du ressort accumulateur 3, en étant engagés par-dessus ce dernier, ce qui conduit à un ensemble compact peu encombrant, qui permet le remplacement de boîtes dynamométriques hydrauliques dans des étriers de frein. Il est possible de répartir respectivement, sur la périphérie du ressort accumulateur, plusieurs moteurs pas-à-pas, électroaimants ou dispositifs ayant une puissance plus faible dans une mesure correspondant à leur nombre et, de même, le ressort accumulateur peut lui-même être subdivisé en plusieurs paquets de ressorts disposés, d'une manière répartie, autour de l'axe 5 et entre lesquels peuvent être éventuellement disposés les dispositifs mentionnés précédemment. Grâce à ces formes de conception, il est possible de réaliser des dispositifs d'actionnement ayant une constitution particulièrement compacte. Toutes les formes de réalisation ont en commun le fait qu'elles possèdent une structure simple et bon marché, présentent une il capacité de réglage bonne et rapide et par conséquent sont à même de réaliser une protection contre le patinage et sont sûres en raison du concept de l'accumulateur à ressort et sont également protégées contre toute panne et

défaillance dans le cas de l'utilisation du principe du courant de repos.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'actionnement électromécanique pour des freins à disque de véhicules sur rails, notamment pour des freins à disque comportant un étrier de frein ou un cadre d'étrier (1), comportant un ressort accumulateur (3) emmagasinant une force d'actionnement, un piston de serrage (14) qui peut être chargé axialement par ce dernier et délivre la force d'actionnement, un mécanisme de vissage pouvant être entraîné par un moteur électrique (26) par l'intermédiaire d'un mécanisme démultiplicateur (28) et servant à bander le ressort accumulateur (3), et un dispositif de freinage qui contrôle la rotation d'une partie tournante du mécanisme de vissage, avec possibilité de commutation dans le sens de la détente du ressort accumulateur (3), caractérisé en ce que l'une des deux parties du mécanisme de vissage, d'une conception non autobloquante, sous forme d'un filetage de réglage (22), est supportée axialement et peut être entrainée par le moteur électrique (26) dans le sens du bandage du ressort accumulateur (3), et l'autre partie, couplée axialement au cylindre de serrage (14), peut être freinée à l'aide du dispositif de freinage, de telle sorte que des vitesses différentielles de rotation peuvent être réglées entre les deux parties de manière à commander la force d'actionnement pouvant être délivrée par

le piston de serrage (14).

2. Dispositif d'actionnement selon la revendication 1, caractérisé par un piston à broche (9), qui peut tourner et est déplaçable axialement dans un boîtier (2) et qui est chargé axialement, dans le sens de la délivrance de la force d'actionnement, par le ressort accumulateur (3) et est couplé, avec une liberté de rotation, par l'intermédiaire d'un palier axial (13), au piston de serrage (14), et qui est vissé, au moyen du filetage de réglage (22) réalisé éventuellement sous la forme d'un filetage trapézoïdal, dans un élément formant écrou (23) pouvant être entraîné en rotation par le moteur électrique (26) et s'appuyant contre le boîtier (2), tout en pouvant tourner, dans le sens de la détente du ressort accumulateur (3), et qui peut être freiné au moyen

du dispositif de freinage.

3. Dispositif d'actionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort accumulateur (3) prend appui, d'une part, contre le boîtier (2) et, d'autre part, contre un piston de précontrainte (6) déplaçable axialement dans le boîtier (2), et en ce que le piston de précontrainte (6) prend appui par l'intermédiaire d'un palier axial (8) contre le piston à broche

(9), dans le sens de la détente du ressort accumulateur (3).

4. Dispositif d'actionnement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le piston à broche (9) comporte une section de forme tubulaire (10), qui s'étend radialement à l'intérieur du ressort accumulateur (3) et dont une extrémité, tournée du côté du piston de serrage, porte une section à collerette (11), contre laquelle s'appliquent, côté ressort accumulateur le palier axial (8) pour le piston de précontrainte (6) et, de l'autre côté, le palier axial (13) pour le piston de serrage (14), et dont l'autre extrémité se prolonge par une section formant broche filetée (12) qui est vissée dans

l'élément formant écrou (23).

5. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de freinage est

actionnable par commande électrique.

6. Dispositif d'actionnement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de freinage est un dispositif de blocage commutable électriquement, éventuellement un frein à friction (31), qui peut être

desserré par voie électromagnétique à l'encontre de la force d'un ressort.

7. Dispositif d'actionnement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de freinage comporte un moteur électrique ou un moteur pas-à-pas (20), dont la vitesse de rotation ou l'angle de rotation peut être commandé et qui est couplé, par l'intermédiaire d'une denture de roue dentée, à la partie pouvant être freinée du mécanisme de vissage comportant

le filetage de réglage (22).

8. Dispositif d'actionnement selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la section à collerette (11) du piston à broche (9) porte un corps en forme de disque (17) qui porte, au moins à proximité de son bord extérieur, un anneau de garniture de frein (32) pour le frein à friction (31) ou, sur sa périphérie extérieure, une denture droite (18) ou une couronne dentée destinée à engrener avec un pignon (19) du moteur électrique ou du moteur

pas-à-pas (20).

9. Dispositif d'actionnement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une denture coopérant avec un compteur d'impulsions (30) est prévue

sur la périphérie extérieure du corps en forme de disque (17).

10. Dispositif d'actionnement selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'électroaimant (34) du frein à friction (31), le moteur électrique ou le moteur pas-à-pas (20) est disposé radialement à l'extérieur du ressort accumulateur (3), éventuellement réalisé sous la forme d'un paquet de ressorts Belleville, en s'engageant axialement par-dessus ce ressort.

11. Dispositif d'actionnement selon la revendication 10, caractérisé

en ce que plusieurs électroaimants, moteurs électriques ou moteurs pas-à-

pas sont disposés, en étant répartis, autour de la périphérie extérieure du

ressort accumulateur (3).

12. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des

revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le piston de serrage (14) est

chargé par un ressort (16) en sens opposé à la direction d'actionnement.

13. Dispositif d'actionnement selon l'une quelconque des

revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le mécanisme démultiplicateur

(28) est réalisé, dans la chaîne d'entraînement en rotation de la partie tournante du mécanisme de vissage, sous la forme d'un mécanisme à vis

sans fin autobloquant.