FR2689195A1

FR2689195A1 - Curved brake of adjustable braking - comprising friction part made of front, rear grips one can slide with respect to other, also comprises spring, grips are put on brake-linings on body

Info

Publication number: FR2689195A1
Application number: FR9203702A
Authority: FR
Inventors: Marion Rene Andre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-10-01

Abstract

A braking device in which the braking effort is obtained by applying, with a force of which the intensity can vary, a friction device on a body with relative movement with respect to the brake support. The friction part is made up of two grips, a front grip (3) and a rear grip (5). The front grip (3) can slide with respect to the rear grip (5). The device also comprises a spring (7) of which the effort of compression corresponds to that developed by the brake. The grips are put on the brake linings having the frictional characteristics on the body (9) with different movements. USE - In braking systems of vehicles.

Description

Freins à courbe de freinage modulable
La présente invention concerne un frein permettant d'obtenir aisèmment,à partir d'un même frein,une grande diversité de courbes de freinage.Modular brake curve brakes
The present invention relates to a brake enabling a wide variety of braking curves to be obtained easily, from the same brake.

Il s'agit de freins pour lesquels le freinage d'un corps en mouvement par rapport au support du frein est obtenu par le frottement (l'un organe pressé très fortement sur le corps en mouvement par le frein.Cette pression est exercée généralement sort par des cylindres hydrauliques avec une pression hydrauli- tue variant avec. l'effort de freinage souhaité,soit par des ressorts,la variation de l'effort de freinage étant alors obtenue par la variation de la pression hydraulique dans des cylindres de frein qui s'opposent à l'action de ces ressorts, Qui sont gé néralement des rondelles-ressorts.Ces freins sont les freins de sécurité des funiculaires embarQués sur les wagons ou les freins des gros treuils,tels que les machines d'extraction dans les mines.Dans ces freins on libère rapidement un certain volume de fluide hydraulique jusques au contact des freins avec la poulie ou le rail,puis on régule le volume et la pression du fluide hydraulique résiduel.On peut ainsi transmettre un effort de frein nage croissant avec la réductlo71 de la pression hydraulique. These are brakes for which the braking of a moving body with respect to the brake support is obtained by friction (the organ pressed very strongly on the moving body by the brake. This pressure is generally exerted by hydraulic cylinders with a hydraulic pressure varying with the desired braking force, or by springs, the variation of the braking force being then obtained by the variation of the hydraulic pressure in brake cylinders which s oppose the action of these springs, which are generally spring washers. These brakes are the safety brakes of funiculars on wagons or the brakes of large winches, such as mining machines in mines. In these brakes, a certain volume of hydraulic fluid is quickly released until the brakes come into contact with the pulley or rail, then the volume and pressure of the residual hydraulic fluid are regulated. n Put in increasing braking force while the hydraulic pressure is reduced.

L'organe de pression est dans c-e cas une mâchoire de frein.Ce peut être aussi un sabot de frein,un patin de frein,etc...on tout autre organe de frottement sous pression. épousant la forme de la surface d'application du freinage sur le corps en mouvement. The pressure member is in this case a brake shoe. It can also be a brake shoe, a brake shoe, etc. on any other friction member under pressure. conforming to the shape of the braking application surface on the moving body.

Les organes de pression sont généralement revêtus d'une garniture de frein capable d'absorber l'échauffement induit par le frottement sur le corps en mouvement jusques à son arrêt.Les matériaux de friction qui constituent les garnitures permettent de différencier très nettement les coéfficients de frottement de ces garnitures sur le corps en mouvement.A titre d'éxemple, le freinage sur un rail réalisé avec une garniture en cuivre fritté correspond à un coéfficlent de frottement ègal à 0,2. The pressure members are generally coated with a brake lining capable of absorbing the heating induced by friction on the moving body until it stops. The friction materials which constitute the linings make it possible to very clearly differentiate the coefficients of friction of these linings on the moving body. For example, braking on a rail made with a sintered copper lining corresponds to a coefficients of friction equal to 0.2.

Le freinage sur un rail réalisé avec une garniture en métal dur rapportée par crinitage,correspond à un coéfficient de frottement égal à 0,4,
Pour réduire le dimensionnement des freins ou pour amélio- rer leur éfficacité,on peut souhaiter utiliser des garnitures de frein ayant un coéfficient de frottement élevé.Braking on a rail made with a hard metal lining added by crinitage, corresponds to a coefficient of friction equal to 0.4,
To reduce the size of the brakes or to improve their efficiency, one may wish to use brake linings with a high coefficient of friction.

On peut aussi,à I'évidence,souhaiter donner aux personnes transportées sur les véhicules à freiner des conditions de freinage qui ménagent leur confort,grâce à des efforts de freinage initiaux doux et donc disposer dans une première phase de freinage de coéfficients de frottement nettement plus faibles.L'ini tiation deux freinage doux dans une première phase de l'inter- Invention d'un freinage de sécurité permet en outre aux passagers de se préparer au freinage plus puissant qui suivra dans un dé- lai raisonnable. It may also, obviously, wish to give persons transported on the vehicles to be braked braking conditions which spare their comfort, by means of gentle initial braking forces and therefore have, in a first braking phase, friction coefficients clearly The initiation of two soft brakes in a first phase of the invention of safety braking also allows passengers to prepare for the more powerful braking that will follow within a reasonable time.

Pour atteinre ce but d'un freinage en deux phases,dont une phase initiale à freinage doux,le dispositif selon l'inven- tion fait intervenir succrssivement au cours du freinage desgarnitures à faible coéfficient de frottement et des garnitures à fort coéfficient de frottement.Dans ce but,Ie dispositif selon l'invention,dédouble l'organe de pression d'une part en une machoire revêtue dgune garniture à faible coéfficient de frottement et d'autre part en une seconde mâchoire revêtue d'une garniture à coéfficient de frottement plus élevé,les plans de frottement des deux garnitures étant maintenus écartés par un ressort,antagoniste entre les deux mâchoires.Les deux mâchoires peuvent coulisser l'une dans l'autre jusques à coincidence des plans de frottement des deux garnitures, en comprimant le ressort antagoniste.Cette compression est bien entendu réalisée par le frein.Jusques à la valeur C de effort de compression du ressort antagoniste qui correspond à la mise en coincidence des plans de frottement des deux garnitures,l'effort de freinage est égal au produit de cet effort de compression par le coéfficient de frottement de la première garniture de freinage au con tact-A la coincidence des deux plans,l'effort de freinage est é- gal au produit de C par le même coéfficient de frottement.Au delà,pour tout effort C + #C transmis par le frein,l'effort de freinage est égal à la somme du produit de C par le coéfficient de frottement de la première garniture au contact et du produit de #C par le coéfficient de frottement de la seconde garniture
L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-après,à titre d'éxemples non limitatifs,qui permettra d'en dégager les avantages et caractèristiques secondaires:
Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une vue d'un premier mode de réalisation du dispositif. de freinage selon l'invention
- la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de la figure 1
- la figure 3 est une vue en coupe d'un dispositif de freinage selon l'invention,suivant un mode de réalisation qui permet de faire varier la compression initiale du ressort antagow niste entre les deux mâchoires,de faire varier également la course de compression de ce ressort.In order to achieve this aim of braking in two phases, including an initial phase with gentle braking, the device according to the invention successively intervenes, during braking, linings with low friction coefficient and linings with high friction coefficient. To this end, the device according to the invention splits the pressure member on the one hand into a jaw coated with a low friction coefficient lining and on the other hand into a second jaw coated with a friction coefficient lining higher, the friction planes of the two linings being kept apart by a spring, antagonistic between the two jaws. The two jaws can slide one into the other until coincidence of the friction planes of the two linings, compressing the spring This compression is of course carried out by the brake. Up to the value C of compressive force of the opposing spring which corresponds to the setting in c incidence of the friction surfaces of the two linings, the braking force is equal to the product of this compression force by the friction coefficient of the first brake lining in contact with the tact-At the coincidence of the two planes, the braking force is equal to the product of C by the same coefficient of friction. Beyond, for any force C + #C transmitted by the brake, the braking force is equal to the sum of the product of C by the coefficient of friction of the first lining in contact and of the product of #C by the coefficient of friction of the second lining
The invention will be better understood during the description given below, by way of nonlimiting examples, which will make it possible to identify the advantages and secondary characteristics thereof:
Reference will be made to the appended drawings in which:
- Figure 1 is a view of a first embodiment of the device. brake according to the invention
- Figure 2 is a sectional view of the device of Figure 1
- Figure 3 is a sectional view of a braking device according to the invention, according to an embodiment which allows to vary the initial compression of the antagow spring between the two jaws, to also vary the compression stroke of this spring.

- la figure 4 est une vue en coupe dgun dispositif de freinage selon l'invention,suivant un autre mode de réalisation que celui de la figure 3 mais offrant- les mêmes possibilités,
- la figure 5 est une vue en coupe d'un dispositif de freinage selon l'invention,différant du mode de réalisation de ceux des figures 3 et 4 mais présentant les mêmes possibilités.FIG. 4 is a sectional view of a braking device according to the invention, according to another embodiment than that of FIG. 3 but offering the same possibilities,
- Figure 5 is a sectional view of a braking device according to the invention, differing from the embodiment of those of Figures 3 and 4 but having the same possibilities.

- la figure 6 donne,à titre d'éxemples,trois des courbes de freinage parmi beaucoup d'autres que l'on peut obtenir à partird'un même frein réalis-é selon l'ue quelconque des modes de réalisation des figures 3 ou 4 ou 5
En se reportant tout d'abord à la figure 1,on voit un dispositif de frein 1 selon l'znvention,actionné par l'arbre d'attaque 2 du freinage dispositif comporte d'une part une machoire avant 3 munie d'une garniture de frein 4 et d'autre part une mâchoire arrière 5 dans laquelle peut coulisser la mâchoire avant 3..La mâchoire arrière 5 est munie d'une garniture de frein 6 dont le coéfficient de frottement diffère de celui de la garnitur e 4
La figure 2 donne une vue en coupe du dispositif repré- senté sur la figure 1.On y retrouve la mâchoire avant 3 qui peut coulisser dans la mâchoire arrière 5 en comprimant le ressort antagoniste entre les mâchoires avant et arrière,ici re présenté sous la forme des rondelles-ressorts 7.La mâchoire arrière 5 comporte un épaulement g destiné à empêcher la sortie de la mâchoire avant de la mâchoire arrière.On a représenté sur la figure 2 deux dispositifs,c'est à dire deux organes de pres sion,en vis-à-vis,de part et d'autre du corps mobile par rapport. au frein 9 sur lequel le freinage doit s'effectuer.Ce freinage peut être décomposé en deux temps
- un premier temps,très bref,qui voit la mise en con tact des garnitures 4 avec la corps 9
- un; second temps,celui du freinage proprement dit qui voit la croissance de l'effort de freinage,obtenue par la ré duction régulée de Ia pression hydraulique dans les cylindres en opposition aux ressorts moteurs des freins,non figurés sur les dessins 1 à 5 et qui développent en tout état de cause au niveau des dispositifs figurés des efforts bien supérieurs à ceux nécessaires pour comprimer le ressort 7a croissance de cet effort du frein partir (lu contact des garnitures 4,se traduit par la comoression prngressive du ressort 7 et donc. par l'avancée progressive de la mâchoire arrière 5 vers le corps 9.Tant que le contact de la garniture C avec le corps 9, obtenu pour la valeur C de l'effort de compression du ressort 7 n'est pas réalisé,le freinage résulte du contact de la seule garniture 4 et donc ne dépend que des caractèristiques de frottement de cette garnlture 4 sur le corps 9 et de l'effort de compression du ressort 7.Lorsque effort transmis par le frein au miveau du dispositif,autrement dit au niveau de l'arbre 2 dépasse C d'une valeur #C,l'effort de freinage résulte d'une part du frottement de la garniture 4 sur le corps 9 sous un effort C et d'autre part du frottement de la garniture 6 sur le corps 9 sous un effort #C.On voit sur la figure 2 que cet effort de freinage dépend de la compression initiale du ressort 7 et de la course de coulissement de la mâchoire 3 dans la ma choir 5,autrement dit de la distance séparant,frein ouvert, les plans de frottement des garnitures 4 et 6 des mâchoires avant et arrière,
La figure 3 représente un dispositif selon l'invention,à section circulaire, où la mâchoire arrière 5 est munie d'un fi- letage 10 sur lequel est vissée une bague 11 d'appui du ressort antagoniste 7La mâchoire avant 3 possède un épaulement 12 qui butte sur une autre bague 13 vissée sur le filetage 10v0n voit sur la figure 3 que par le vissage des bagues 1 et 13 sur le filetage 1 0,on peut faire varier et la course de coulissement de la mâchoire avant 3 et la compression initiale du ressort 7,
La figure 4 représente une vue en coupe d'un dispositif selon linvention,suivant un autre mode de réalisation,ou la mâchoire avant 3 est percée d'un trou fileté t4 dans lequel s'engage un boulon 15 qui prend appui sur la face extérieure de la mâchoire arrière 5.Ceci permet à la fois de bloquer la course vers L'extérieur de la mâchoire avant 3 et de régler la course de coulissement de cette même mâchoire.Une cale 16 d'ap- pui du ressort 7:. est réglée en position au moyen des vis 17 traversant les filetages 18 de la mâchoire arrière 5.Grâce aux vis 17 et au boulon 15,on peut donc,là encore,régler facilement compression initiale du ressort 7 et course de la mâchoire 3,
La figure 5 représente une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention,où à la différence des dispositifs des figure res 3 et 4,la mâchoire avant 3 est située à l'extérieur du dispositif et la mâchoire arrière 5 à l'intérieur.Pour l'appui du ressort 7 sur la mâchoire arrière 5,on retrouve la bague vissée 1 1 Pour régler la course de coulissement de la mâchoire avant 3 sur la mâchoire arrière 5, on insère la cale 19 d'espacement dont ltépaisseur correspond à la course souhaitée
La figure G donne trois éxemples parmi beaucoup d'autres possibles de courbes de freinage obtenues à partir d'un seul et même frein selon l'invention et suivant l'un quelconque des modes de réalisation des figures 3,4 et 5.Les courbes A et B correspondent à la même course de coulissement de la mâchoire avant 3 mais la courbe A correspond à une compression initiale plus faible du ressort 7.Les courbes A et D correspondent à la même compression initiale des ressorts 7 mais la courbe D correspond à une course de coulissement plus courte de la mâchoire avant 3.La courbe D peut également se déduire de la courbe A par usure des garnitures 4.- Figure 6 gives, by way of examples, three of the braking curves among many others which can be obtained from the same brake produced according to any of the embodiments of Figures 3 or 4 or 5
Referring first to Figure 1, we see a brake device 1 according to the invention, actuated by the drive shaft 2 of the braking device comprises on the one hand a front jaw 3 provided with a lining brake 4 and on the other hand a rear shoe 5 in which the front shoe 3 can slide. The rear shoe 5 is provided with a brake lining 6 whose friction coefficient differs from that of the lining 4
Figure 2 gives a sectional view of the device shown in Figure 1. We find the front jaw 3 which can slide in the rear jaw 5 by compressing the opposing spring between the front and rear jaws, here shown in the shape of the spring washers 7. The rear jaw 5 has a shoulder g intended to prevent the output of the front jaw from the rear jaw. Two devices are shown in FIG. 2, that is to say two pressure members, vis-à-vis, on either side of the body movable relative. at brake 9 on which braking is to take place. This braking can be broken down into two stages
- a first, very brief, which sees the contacting of the linings 4 with the body 9
- a; secondly, that of the actual braking which sees the growth of the braking force, obtained by the regulated reduction of the hydraulic pressure in the cylinders in opposition to the driving springs of the brakes, not shown in drawings 1 to 5 and which develop in any event at the level of the figured devices forces much greater than those necessary to compress the spring 7a growth of this force of the brake from (read contact of the linings 4, results in the prngressive comoression of the spring 7 and therefore. the progressive advancement of the rear jaw 5 towards the body 9. As long as the contact of the lining C with the body 9, obtained for the value C of the compression force of the spring 7 is not achieved, braking results of the contact of the single lining 4 and therefore only depends on the friction characteristics of this lining 4 on the body 9 and on the compression force of the spring 7. When force transmitted by the brake to the level d u device, in other words at the level of the shaft 2 exceeds C by a value # C, the braking force results on the one hand from the friction of the lining 4 on the body 9 under a force C and on the other hand friction of the lining 6 on the body 9 under a force # C. It can be seen in FIG. 2 that this braking force depends on the initial compression of the spring 7 and on the sliding stroke of the jaw 3 in the choir 5 , in other words the distance separating, with the brake open, the friction planes of the linings 4 and 6 of the front and rear jaws,
FIG. 3 represents a device according to the invention, of circular section, where the rear jaw 5 is provided with a thread 10 on which is screwed a ring 11 for supporting the opposing spring 7 The front jaw 3 has a shoulder 12 which abuts on another ring 13 screwed onto the thread 10v0n can be seen in FIG. 3 that by screwing the rings 1 and 13 onto the thread 1 0, the sliding travel of the front jaw 3 and the initial compression can be varied of spring 7,
4 shows a sectional view of a device according to the invention, according to another embodiment, or the front jaw 3 is pierced with a threaded hole t4 in which engages a bolt 15 which is supported on the outer face of the rear jaw 5.This makes it possible both to block the stroke towards the outside of the front jaw 3 and to adjust the sliding stroke of this same jaw. A spacer 16 supporting the spring 7 :. is adjusted in position by means of the screws 17 passing through the threads 18 of the rear jaw 5. Thanks to the screws 17 and the bolt 15, it is therefore again possible to easily adjust the initial compression of the spring 7 and the stroke of the jaw 3,
5 shows a sectional view of a device according to the invention, where unlike the devices of FIGS 3 and 4, the front jaw 3 is located outside the device and the rear jaw 5 to the For the support of the spring 7 on the rear jaw 5, we find the screwed ring 1 1 To adjust the sliding stroke of the front jaw 3 on the rear jaw 5, we insert the spacer 19 of spacing whose thickness corresponds at the desired race
Figure G gives three examples among many other possible braking curves obtained from a single brake according to the invention and according to any of the embodiments of Figures 3,4 and 5.The curves A and B correspond to the same sliding stroke of the front jaw 3 but curve A corresponds to a lower initial compression of the spring 7. Curves A and D correspond to the same initial compression of the springs 7 but curve D corresponds to a shorter sliding stroke of the front jaw 3.The curve D can also be deduced from the curve A by wear of the linings 4.

On vient de mettre en évidence dans l'alinéa précédent un important et nouvel avantage des dispositifs selon l'invention, à savoir que l'usure des garnitures 4 des mâchoires avant 3,à la différence de tous les autres freins,se traduit par une plus grande éfficacité du freinage.Cet avantage s'ajoute à celui dé- jà exposé,de conjuguer un freinage initial doux,synonyme de freinage confortable pour les passagers,avec un freinage final puissant qui permet de réduire 1- dimensionnement des freins donc. leur coût,
Le dispositif selon l'invention est applicable à tous les dispositifs de freinage hydraulique et plus particulièrement aux. freinages des funiculaires et des ascenseurs inclinés. We have just highlighted in the previous paragraph an important and new advantage of the devices according to the invention, namely that the wear of the linings 4 of the front jaws 3, unlike all other brakes, results in a greater braking efficiency. This advantage is added to that already exposed, of combining a soft initial braking, synonymous with comfortable braking for the passengers, with a powerful final braking which makes it possible to reduce the size of the brakes. their cost,
The device according to the invention is applicable to all hydraulic braking devices and more particularly to. braking of funiculars and inclined elevators.

Claims

CLAIMS 1-. Braking device in which the braking force is obtained by applying, with a force whose intensity can vary, a friction member on a body in movement relative to the brake support, characterized in that the gold gane of friction consists of two jaws @ a front jaw (3) and a rear jaw (5) - further from the moving body (9) and in that the front jaw (3) can slide relative to the rear jaw (5) up to coincidence of the friction planes of the two jaws by compressing a spring (7) whose compression force corresponding to this coincidence remains less than the force developed by the brake at the level of the friction member and further characterized in that the front and rear jaws are coated with brake linings having friction characteristics on the body C9) in different movement.

2-. Device. brake according to claim 1 characterized in that the support of the spring (7) on one of the jaws is obtained by means of a ring (11) movable by screwing on this jaw.

3-. Braking device according to claim 1, characterized in that the support of the spring (.7) on one of the jaws is obtained by means of a support wedge, adjusted in position by bolts (17) screwed on threads crossing this jaw, 4-. Braking device according to claim 1 characterized in that the support of the spring (7) on one of the jaws is produced by means of a support shim adjusted in position by means of a shim of thickness between the support wedge and a shoulder or the bottom of the jaw- 5-. Braking device according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the relative position of the two jaws, brake open, is obtained by means of a shim (13) screwed onto one of the two jaws, the another jaw abutting on this wedge (13) by its shoulder (12) under the thrust of the spring (7).

6-. Braking device according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the relative position of the two shoes, brake open, is obtained by means of at least one bolt (15) screwed into one of the two jaws and free to slide in the other, in the service of the compression of the spring (7).

7 Braking device according to any one of claims 1 to 4 characterized in that the relative position of the two jaws, brake open, is obtained by means of a shim (19) -bearing on the one hand on lluee of the two jaws and on the other hand on a shoulder of the other jaw and in that the thickness of this wedge corresponds to the desired compression as initial compression of the spring (7).