frein à sabot

Un frein à sabots est un frein à friction qui fonctionne en pressant des sabots de frein en fonte contre le bandage extérieur d'une roue de chemin de fer. Les sabots serrent la roue des côtés opposés, un peu comme une main serrant un objet. Lorsque le levier de frein ou la pression d'air actionne le mécanisme, des tringleries forcent les sabots vers l'intérieur jusqu'à ce qu'ils agrippent le bandage de la roue en rotation, convertissant l'énergie cinétique en chaleur et arrêtant le train.

Contrairement aux freins à bloc qui agissent sur un seul côté de la roue, les freins à sabots utilisent deux sabots opposés positionnés symétriquement de chaque côté de la roue lorsqu'ils sont vus de profil. Cette conception équilibrée réduit les forces latérales sur l'essieu et les roulements de roue, un avantage significatif dans les locomotives et les wagons de marchandises lourdement chargés. Les sabots sont généralement montés sur une araignée ou un cadre qui pivote ou glisse en réponse à l'actionnement du frein.

Les sabots de frein en fonte sont des composants remplaçables qui s'usent à l'usage. Le contact fer sur fer entre le sabot et le bandage en acier génère des coefficients de frottement élevés, généralement entre 0,25 et 0,35 à sec, bien que cela diminue dans des conditions humides. L'évanouissement du frein se produit si la température du bandage dépasse environ 260 degrés Celsius, une contrainte réelle sur les longues pentes raides où des applications répétées peuvent surchauffer les roues.

Actionnement et variantes

Les freins à sabots fonctionnent par différentes sources d'énergie: mécanismes à vis actionnés à la main sur les petits wagons, cylindres hydrauliques sur le matériel roulant de voyageurs, ou systèmes à air comprimé sur les trains de marchandises et de voyageurs modernes. Les freins à sabots actionnés par air utilisent des cylindres doubles montés sur le cadre de frein, un de chaque côté, qui tirent ou poussent des tiges connectées aux sabots de frein. Les conceptions à tirage direct et à axe flottant sont des variantes courantes, chacune distribuant la charge différemment sur les surfaces des sabots.

Le terme clasp (étreinte) fait référence à l'action de préhension des blocs opposés; c'est une terminologie plus ancienne que l'on retrouve encore dans la documentation ferroviaire britannique et européenne. En Amérique du Nord, le mécanisme équivalent est souvent appelé indifféremment frein à deux sabots ou frein à sabots. Ces freins ont connu leur plus large déploiement au milieu du XXe siècle, mais restent en service sur les chemins de fer historiques et certaines opérations de fret où leur simplicité et leur robustesse justifient leur utilisation continue par rapport à des conceptions plus avancées.