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BREVET D'INVENTION, Frein pour matériel roulant .
La présente invention se rapporte à un frein pour matériel roulant et plus particulièrement à un frein compor- tant une surface frottante devant être appliquée contre la surface d'un organe animé d'un mouvement de rotation pendant le roulement du matériel susdit. Pour la simplicité de l'exposé, un tel organe pouvant être , par exemple ,une roue sera désigné ci-après par ce dernier terme.
Ainsi qu'il est connu, la phase de freinage proprement dite est précédée par la " course morte pendant laquelle la surface frottante , dénommée ci-après " patin " est amenée de sa position inopérante dans celle dans laquelle elle est appliquée contre la roue.
Une des solutions adoptées à ce jour pour réduire la durée de la course morte consiste à augmenter la vitesse d'application du patin par l'emploi d'une timonerie à rapport réduit mais suffisant pour obtenir l'effort de freinage nécessaire, et d'une course d'application aussi courte que possible ,ce qui suppose le parallélisme entre les surfaces
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frottantes du patin et de la roue.
Or, dans les systèmes de frein connus, ce parallélisme n'est pas assuré de manière constante, étant donné que le patin y étant habituellement relié mécaniquement à un élément du châssis, sa position relative par rapport à la roue est influencée par un facteur essentiellement variable tel que le degré de flexion des ressorts de suspension. Cette influence se manifeste désavantageusement par la rupture du parallé- lisme des surfaces frottantes susdites en cas de modification de flexion du degré/des ressorts susdits.
La présente invention a pour but de permettre de réduire autant que possible la durée de la course morte du pa- tin en assurant un parallélisme rigoureux et constant entre les surfaces frottantes considérées quel que soit le degré de flexion des ressorts de suspension.
Dans ce but, selon l'invention, le patin du frein est supporté par un élément du véhicule dont la position par rapport au centre de la roue réalise à tout moment la condi- tion que le plan radial tracé par le centre de la surface frottante du patin passe constamment par l'axe de rotation de la roue.
A cet effet, selon l'invention, cet élément du véhicule est constitué par une pièce mécanique reliée par exemple au coussinet de fusée de manière à former avec ce dernier un ensemble maintenant le patin et la roue dans une position relative satisfaisant à la condition sus-mentionnée. Selon l'invention, cet ensemble peut-être indéformable ou bien articulé. Lorsque le support du patin de frein forme un en- semble indéformable avec le coussinet de fusée, selon .±., invention, il peut être constitué par un bras radial rigi- dement fixé au coussinet de manière à soustraire totalement la position du patin du frein à l'influence des modifications du degré de flexion des ressorts de suspension.
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Dans le cas où le support de frein forme un ensemble articulé, selon la présente invention, le pain mobile est susceptible de se déplacer sous l'influence des modifications au. degré de flexion des ressorts, mais il est en même temps guidé dans ses déplacements susdits par un système mécanique qui l'oblige à suivre une trajectoire en arc-de-cercle dont le centre se trouve dans l'axe de rotation de la roue.
Dans ce but, dans une forme de réalisation de l'inven- tion, le patin est supporté par un bras susceptible de pivoter simultanément sur le coussinet de fusée et sur un axe dont la position dépend de celle du châssis. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, on utilise à cet effet le bras connu pivotant entre ce dernier et le coussinet de fusée.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description du dessin ci-annexé représentant schématiquement , à titre d'exemple non limitatif, plusieurs variantes de l'invention appliquées à un véhicule sur rails.
Dans ce dessin:
Figures 1 et 2 représenter/le patin des systèmes de frein connus dans deux différentes positions correspondant aux différentes états de flexion des ressorts de suspension.
Figure 5 montre un mode de montage du patin de frein selon l'invention.
Figure 4 montre la position des organes de la figure 3 après une flexion des ressorts de suspension.
Figures 5 à 8 représentent diverses variantes construo- tionnelles possibles de l'invention.
Le système de frein du type auquel s'applique la présente invention comporte essentiellement ( Figure 1) une pièce frottante 1 -choire , semelle, sabot ou analogue - dénommée ci-après " patin " , et devant être appliquée par la force
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dont on dispose ( force musculaire , air comprimé, huile , etc. ) contre la jante 2 d'une roue 3 d'un véhicule sur rails dont le châssis 4 est suspendu élastiquement par rapport aux roues 3 par l'intermédiaire des ressorts tels que par exemple le res- sort 5 représenté.
Dans les systèmes de frein connus, le patin 1 est suspen- du par une liaison rigide 6 au châssis 4 et suit ce dernier m dans ses déplacements verticaux qui rodent ainsi le parallélisme entre la surface frottante 7 du patin et la jante 2 de la roue ( figure 2), parallélisme nécessaire pour pouvoir rendre la durée de la course morte aussi courte que possible .
Afin d'obvier à cet inconvénient, selon l'invention, le patin 1 est supporté par un élément du véhicule dont la posi- tion par rapport à la fusée 8 da la roue 3 reste à tout instant telle que le plan radial tracé par le centre de la surface frottante du patin paisse constamment par l'axe de rotation de la roue ( figures 3 et 5). cet effet, selon l'invention, cet élément du véhicule est constitué par une pièce mécanique fixée, par exemple, au coussinet de fusée de manière à constituer avec ce dernier un ensemble maintenant le patin 1 et la roue 3 dans une position relative satisfaisant à la condition susdite . Selon l'invention, cet ensemble peut être indéformable ou bien articulé.
Dans le premier cas, illustré aux figures 3 et 4, le support du patin 1 est constitué par un bras radial 10 rigidement fixé à la botte 11 de manière à soustraire totalement le patin 1 à l'influence des modifications du degré de flexion des res- sorts de suspension 5. On remarque en effet en comparant les figures 3 et 4 que les déplacements verticaux du châssis 4 n'in- fluencent aucunement le parallélisme des surfaces frottantes du patin et de la roue.
Dans le cas où le support de frein est articulé sur le coussinet de fusée 9, selon l'invention, le patin 1 est monté
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de manière à pouvoir se déplacer sous l'influence de la modification du degré de flexion des ressorts 5 et en même temps il est guidé dans ses déplacements susdits par un système mécanique qui l'oblige à suivre une trajectoire en arc-de-cercle dont le centre coïncide avec l'axe de rotation de la roue 3, de manière à transformer le déplacement sensiblement vertical du patin 1 des systèmes de frein connus ( figures 1 et 2) en un pivotement du dit patin autour de la fusée de la roue 3 selon les flèches de la figure 5.
Dans ce but, dans la forme de réalisation représentée aux figures 5 à 8, au lieu d'être suspendu directement au châssis 4, le patin est monté sur un bras 11 pivoté sur la fusée de la roue 3 et articulé par son extrémité libre 12 à un pivot 13 fixé au châssis 4.
Selon l'invention, le bras 11 peut être avantageusement constitué par la pièce assurant la liaison entre le coussinet de fusée 9 et le châssis 4 et pivotant autour d'un axe fixé en un point fixe du châssis. L'examen des figures 5 à 8 montre que quelle que soit la modification du degré de flexion des ressorts 5, le bras 11 est assujetti à tourner autour de la fusée 8 de manière à assurer constamment le parallélisme entre les surfaces frottantes de la roue et du patin.
Il va de soi que le mode de liaison entre le patin 1 et le bras 10 ou 11 peut être quelconque à condition de permettre entre ces organes , un-déplacement relatif nécessaire pour l'application du frein. Ainsi, par exemple , on peut faire usage d'une coulisse 14 ( figures 3, 5 et 7), d'une bielle.
15 ( figure 6) ou d'un autre dispositif approprié.
L'énergie de freinage peut à son tour être transmise au patin 1 par un moyen quelconque approprié tel par exemple la transmission hydraulique ( figure 5), une came 16 (figure 7) ou bien un système de leviers 17 tel que représenté à la figure 8.
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La surface frottante peut être composée d'un seul patin ( figures 5 à 7) ou bien de plusieurs tels que les patins 1 et 18 ( figure 6) dont le déplacement est synchronisé par le système de leviers 17 ou une autre liaison appropriée.
Il résulte de ce qui précède que le frein selon la présente invention assurant le parallélisme des surfaces frottantes procure des nombreux avantages.
Ainsi, par exemple, il permet de réduire la durée de la phase d'application par réduction de la course morte et augmentation de la vitesse d'application du patin. La réduction de cette durée a une influence considérable sur les performances de freinage. Il rend possible ltemploi d'une timonerie à rendement élevé qui assure des angles d'attaque @ favorables pendant toute la course de freinage. Le coëf- ficient de frottement est favorable par suite de l'égale répartition de la charge assurant des pressions unitaires égales et évitant par conséquent des échauffements locaux des surfaces frottantes. L'usure de ces dernières est uniforme et le réglage moins fréquent que dans les systèmes a de frein connus. Il y/en outre une réduction de l'énergie dépensée pendant la course morte.
Enfin, seul le système de frein selon'l'invention permet d'éviter que les ressorts de suspension ne soient bridés pendant le freinage, ce qui aurait le double inconvénient d'augmenter le poids mort virtuellement non suspendu et d'annihiler l'effet de sus- pension de ces ressorts avec tous les inconvénients que cela présente tant au point de vue de la voie et de son assiette qu'au point de vue de la conservation du matériel roulant et du confort des voyageurs.
Il va de soi que la présente invention n'est nullement limitée à ses formes de réalisation décrites et représentées, car ces dernières sont susceptibles d'être modifiées selon les exigences de la construction et de la pratique sans se départir de ce fait du domaine de l'invention.