Brevet FR2115335A1 — publié le 19720707

4181)4 2115335 La présente invention concerne un dispositif de freinage ou de retardement qui ralentit ou autrement maîtrise la vitesse d'objets en mouvement, tels qu'une palette sur un transporteur par gravité. Elle a trait d'une manière plus spécifique à im disposi-•V tif de freinage simplifié et peu onéreux pour des transporteurs et des installations analogues qui se passe des mécanismes compliqués associés aux freins connus actionnés par la force centrifuge et les remplace par un simple train de pignons ou un dispositif analogue muni d'une roue dentée terminale ou d'un rotor à balourd » 10 Quoique l'invention soit décrite avec référence à des formes d'exécution conçues principalement pour freiner ou retarder des objets descendant par gravité sur des transporteurs , il va de soi qu'elle n'y est pas limitée» Elle peut être utilisée également pour freiner^ retarder, confiners 15 régir ou autrement maîtriser le déplacement de nombreux autres objets, notamment des systèmes de sauvetage en cas d'incendie à chuta maîtrisée, des harnais et des ceintures de sécurité d'automobile s, etc. Divers dispositifs de retardement ont été mis 20 au point pour maîtriser la vitesse d'objets en mouvement^ en particulier d'objets dont le mouvement est produit par gravité. En général, ces dispositifs utilisent des trains de pignons réducteurs compliqués entraînés par un cylindre rotatif ou une roue qui réagit au déplacement d'un objet. D'une manière type, les trains de 25 pignons se terminent au niveau du dernier pignon par un frein qui réagit à la force centrifuge. Ces dispositifs sont illustrés, par exemple, dans certains brevets de la classe 188, sous-classe 187 et de 1&. classe 193» sous-eiasse 35 du manuel de 30 classification des IreT&ts du bureau cas brevets des Etats-Unis, qui comprennent les divers frein? - c^nnuâ« Ces freins connus ont cependant un on plusieurs inconvénients. Certains, par exemple, sont d'une- structure compliquée, difficiles à assembler, ou autrement compliqués à mettre en oeuvre. D'autres 35 ne se prêtent pas à une fabrication peu onéreuse. Certains encore ne peuvent pas être fabriqués ç-ntièrssent sn matière plastique = Certains n'ont aucune souplesse dans leur application ou dans le degré des forces de retardement. D'autres encore ne se prêtent pas à la miniaturisation. *fû Cela étant, l'invention a pour but général d'écarter BAD ORIGINAL * 71 41803 2 2115335 ces difficultés des dispositifs connus ainsi que d'autres encore. L'invention a également pour buts de procurer ? un dispositif de retardement ou de freinage qui soit d'une construction simple, d'une application souple et d'une con-7 struction peu onéreuse; un dispositif de freinage peu onéreux qui se prête à la miniaturisation; un. dispositif de freinage qui puisse être facilement adapté pour appliquer une large gamme ue forças de freinage ; 10 un dispositif de freinage qux puisse être fabriqué à partir d'un nombre minimum d'éléments différents, et, si on le désire, qui puisse être réalisé entièrement en.matière plastique; un dispositif de freinage peu onéreux qui soit dépourvu de ressort dans son mécanisme de freinage lui-même et qui n'exige 15 aucune pièce mobile autre que des trains de pignons montés à rotation; un dispositif ralentisseur qui puisse être installé séparément ou dans une installation à plusieurs éléments- de telle sorte que les forces de ralentissement soient multipliées comme on 20 le désire. Ces buts ainsi que d'autres encore ressortiront clairement de la description détaillée suivante. On atteint ces buts,dans une forme d'exécution particulière,au moyen d'un dispositif de freinage comprenant un carter 25 et un type de train de pignons particulier monté dans ce carter. Le train de pignons comprend plusieurs pignons montés à rotation et comprenant au moins un premier pignon et un dernier.pignon ou pignon terminal et de préférence un ou plusieurs pignons intermédiaires, tous engrenés les uns avec les autres de manière à augssea-30 ter progressivement la vitesse iuxgui.ii-.ra de cnaqus pignon successif lorsque xe premier pignon du Irai;: osi aniramé en rotation. Il est ess-exitiel qu'an ..ou plusieurs, des pigaûas terminaux du train s oient sensiblement déséquilibrés par ur; ef "et de "balourd le telle sorte que des forces de retardement soient produites lorsque le ou les pignons 3 de l'objet \ frein»r ou s en '-n rionveme.n ■* de rota tion "l':1 premier r ignon. ~-»s moyen?, tyres Pomr>renner;t de-' çaTet-1.. des roues et des orgrnas analogues oui sent de préférence montes ko quement et qui sont entraînés .en ro-cation par contact de friction BAD ORIGINAL COPY 71 41803 3 2115335 avec l'objet en mouvement, la rotation étant transmise au premier pignon par un couplage axial direct ou d'une autre manière. Les forces nécessaires pour faire tourner le train de pignons comprenant le ou les pignons terminaux à balourd servent donc à re-5 tarder ou ralentir le déplacement de l'objet. On déséquilibre facilement le ou les pignons terminaux de manière à produire un effet de balourd, par exemple en enlevant sélectivement une partie de la matière formant le pignon, en y ajoutant des poids ou en enlevant une partie du pignon et en la 10 remplaçant par d'autres matières. Dans une formé d'exécution, on obtient simplement et efficacement un effet de balourd en perçant des trous à des endroits asymétriques choisis situés près de la périphérie des pignons terminaux. Dans une autre forme d'exécution, des ouvertures prévues dans le ou les pignons terminaux sont rem-15 plies de poids en plomb. Ces poids servent à la fois à augmenter la masse qu'il faut faire accélérer angulairenient et à produire l'effet de balourd dans le pignon, ces deux facteurs augmentant les forces de retardement ou de ralentissement. Aux basses vitesses, le train de pignons ne procure que 20 les forces de retardement par friction normales auxquelles s'ajoutent les forces nécessaires pour faire accélérer les pignons. Aux vitesses de rotation plus élevées, l'effet de balourd du dernier pignon et, dans certaines formes d'exécution, des pignons intermédiaires, produit cependant des forces de freinage qui augmentent brusque-25 ment. La nature exacte de ces forces accrues n'est en général pas bien comprise mais on croit que l'effet de balourd produit une friction de tourillonnement accrue ainsi qu'une friction entre les dents des pignons. Une certaine énergie peut également être dissipée dans un mouvement vibratoire de l'ensemble causé par le ba-30 lourd. Dans une forme d'exécution préférée, le dispositif est logé dans un cylindre qui contient, le train de pignons. Le mouvement de l'objet à retarder peut être communiqué directement à l'enveloppe extérieure du cylindre puis au premier pignon au moyen 35 d'une couronne dentée planétaire. Il peut également être transmis au premier pignon par une variété de systèmes d'entraînement par arbre direct ou indirect, comme décrit plus loin avec référence aux dessins. Le dispositif de freinage peut être fabriqué en diverses MD matières, par exemple de l'acier, de l'aluminium, du magnésium et BAD ORIGINAL, C0PY 71 41803 V 2115335 divers métaux ou matières plastiques en poudre ou combinaisons de métaux ou de matières plastiques. Dans une forme d'exécution préférée, tout le dispositif de freinage est fabriqué en des matières plastiques à haute résistance mécanique et à haute résistance aux 5 chocs qui peuvent ou non contenir une matière de renforcement fibreuse, telle que des fibres de verre et qui peuvent être autolubrifiantes ou non. Ainsi, par exemple, les éléments peuvent être fabriqués en des résines de polyamide du type Nylon à haute résistance auxquelles on ajoute du bisulfure de molybdène. Une ver-10 sion industrielle appropriée est le NYLATRON GS vendu par la Société The Polymer Corporation. D'autres matières appropriées comprennent, par exemple, des résines synthétiques telles qu'une résine d'acétal DELRIN et une résine de Nylon ZYTEL vendues toutes deux par la Société E.I. Du Pont de Nemours & CO. Divers éléments 15 peuvent être fabriqués en diverses matières pour satisfaire les exigences particulières et réduire les frais au minimum. L'invention ressortira clairement de la description détaillée de plusieurs formes d'exécution spécifiques donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés dans 20 lesquels : la Fig. 1 est une vue en perspective fragmentaire d'une partie d'un transporteur à "roulettes" dans lequel plusieurs dispositifs de freinage suivant l'invention ont été substitués à certaines "roulettes"; 25 la Fig. 2 est une vue en élévation arrachée de l'un des dispositifs de freinage de la Fig. 1; la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2; la Fig. ^ est une vue en coupe,à plus grande échelle 30 suivant la ligne de la Fig. 3> une partie de la ligne de coupe étant semi-circulaire de manière à passer par les axes de rotation des pignons du train de pignons ; les Fig. 5a et Jb sont des vues de face et en élévation de côté, à plus petite échelle, du dispositif de retenue de pignons 35 utilisé dans le dispositif de freinage des Fig. 1 à la Fig. 6 est une vue en perspective d'un long rouleau transporteur cylindrique creux dans les extrémités duquel le dispositif de freinage des Fig. 1 à 5 est ajusté à la presse pour convertir le rouleau en un rouleau freineur; ^0 la Fig. 7 est une vue en élévation et en coupe d'une 71 41803 2115335 Vulgarité eu dispositif de retenue de pignons, et la Fig. S illustre encore une autre forme d'exécution du dispositif de freinage suivant l'invention, une partie appréciable du carter étant enlevée pour montrer certaines particula-5' rites internes essentielles. ii xâ J} ig. lj des profilés en U 10 et 12 du transporteur 13 sent fijrés à une certaine distance I-'uk. àe l'autre par des boulons l^f qui traver sent des douilles-entretoises 16 . Des "roulette s" 18 sont montées sur les axes formes par les boulons l*f et les 10 douilles-entretoises 16 de môme que plusieurs dispositifs de freinage 20 suivant l'invention. La vue en coupe fragmentaire du transporteur 13 de la Fig. 1 ne représente qu'une petite partie d'une installation de transporteur à gravité qui est, en fait, beaucoup plus longue. 15 Lorsque l'objet transporté, illustré par le contour de boîte en traits pointillés 22, suit le transporteur par gravité, il tend à prendre de la vitesse ce qui pourrait provoquer des détériorations au cas où deux boîtes successives entreraient en collision ou au cas où le transporteur s'arrête, L'objet peut toutefois 20 être ralenti ou autrement freiné au moyen des dispositifs de freinage suivant l'invention installés à des intervalles appropriés. Sur la Fig. 1, les dispositifs de freinage sont installés sur un axe sur deux. En variante, on peut les installer sur chaque axe ou à n'importe quel autre intervalle désiré. De plus, 25 un seul dispositif doit être installé sur chaque axe. Le nombre et 1'écartement des dispositifs de freinage dépendent de l'installation particulière, compte tenu de variables telles que le poids et la masse des objets en mouvement sur le transporteur, de la fragilité des objets en activement, de la pente Sur les Fig. 2 à h,.le dispositif de freinage 20 comprend un carter formé de deux moitiés identiques 2b qui sont destinées à être assemblées avec les couronnes dentées planétaires in 35 térieures 26 disposées l'une près de l*autre. Les deux moitiés 2k-présentent.un alésage axial 28 et un évidement périphérique 30 dan lequel est ajustée une bande en caoutchouc ou une bande; antidérapante elas vique senihlsicie qui est lé£oî'63s0,'i*c cendue. Les uicibiës 2~r sont moulées avec des tenons ou des mor-b0 taises qui alterasat ûe manière à pouvoir éire .emboîtés pour for BAD ORIGINAL f 71 41803 6 2115335 mer un carter d'une pièce. Ces deux moitiés peuvent être collées en place,si on le désire. Le fait d'utiliser deux moitiés identiques réduit au minimum les frais de roulage. Comme décrit ci-après, la couronné dentée planétaire prévue 5 sur l'une des moitiés seulement est ^ iexxcwunt engrenée par le train de pignons.. L'autre moitié peut donc moulée sans couronne lentes, si on le désire. En pratiqua ^pendant, il est moins onéreux, csun point de vue de moulage, -!•' a siniser des moitiés identiques. rJn avantage supplémentaire de ce.;te possibilité est qu'elle 0 réduit lï risque d'erreur d'assemblage * Dans le carter formé par In s moitiés 21!- est disposé '.on dispositif de retenus de pignons l'ornés de deux moitiés identiques 3*f, l'une des moitiés étant représentée aux Fig. Ja et 5b. 1*3 fait d'utiliser deux moitiés identiques 3^ pour former le dispositif de 5 retenue de pignons conduit à nouveau a des économies de noulage appréciables. Les moitiés identiques sent conçues de manière que leurs flasques circulaires complémentaires 35 soient maintenus à une certaine distance l'un de l'autre. Des tenons 36 sur des entremises 3$ s'emboîtent dans des morcaises *f0 prévues dans la 0 moitié complémentaire. Le dispositif de retenue ae pignons 3^ comporte une saillie axiale interne h-2 et une saillie axiale externe Mf. La saillie externe traverse l'alésage axial 28 des moitiés de carter- 2*î- et tourilionne dans celles-ci. 5 Les saillies b-2 et -+V sonù axialement en ligne et pré sentent un alésage coïncidant axialenent. L'alésage interne 'r6 est cylindrique tandis que l'alésage externe kS est de forme carrée. On peut donc fixer la dispo; i tif de retenue de pignons b. non refiticn en le montant sur '«ir r.e iix:, de section carrée qui ? s-ijus"''? "ans la Oc^ze décrit plus loin, un re rotation relatif du carter par rapport au dispositif de retenue 5e pignons fait tourner le train de pignons supporté par le dispositif de retenue. Le dispositif" de retenue }M- présente une série d'ouver-5 turss de tcurillcnmènent internes 50 et uns ouverture de tourillonr;-?-mer.t externe 5^. Ces ouvertures supportent à rotation les pignons composés ou composites 5^5 56, 5^-j et r 3, jO -s- il "■> oOXjC Je lUaïjJ.u:! e ulic = a j.. ..g uU Le, cïibi \j ~ 1 ■■ J 0AD COPV 71 41803 7 2115335 dentée planétaire 26 des moitiés de carter 2^-. Inversement, l'ouverture de tourillonnement extérieure 52 est disposée de manière que les pignons 5*+ engrènent la couronne dentée planétaire 26. Sur les Fig. 2 et *f, le train de pignons est tel que, lorsque le carter est entraîné 5 en rotation par contact de l'objet en mouvement avec le dispositif de retenue immobilisé, les pignons intérieurs 5^î 56, 583 60 et 62 sont chacun entraînés en rotation à leur tour, à des vitesses successivement plus élevées. Pour augmenter les forces de rotation ou de "freinage" 10 lorsque les vitesses angulaires augmentent, on déséquilibre le pignon 62 en y perçant une série de trous asymétriques 61*-. Dans ce pignon, les forces créées par ce déséquilibre ou ce balourd, lorsqu'elles sont retransmises à la couronne dentée planétaire des demi-carters 2^, produisent une force de freinage appréciable qui aug-15 mente progressivement avec la vitesse angulaire. Quoique cinq pignons seulement soient représentés dans le train de pignons du dispositif de freinage 20, le train de pignons peut comprendre jusqu'à huit pignons,si on le désire ou s'il le faut,pour atteindre les forces de freinage voulues. De même, on 20 peut utiliser un nombre de pignons inférieur à cinq. Par ailleurs, plusieurs pignons peuvent être déséquilibrés. Les forces de freinage particulières pour un dispositif de freinage particulier peuvent être indiquées par un code de couleur spécial pour les moitiés de carter 2b. 25 Bien entendu, ni le premier ni le dernier pignon du train, c'est-à-dire les pignons 5k et 62 respectivement, ne doivent être des pignons composés puisqu'un seul pignon est engrené. Pour la facilité de la fabrication cependant, on utilise des pignons composés de telle sorte qu'un moule séparé ne doive 30 pas être élaboré pour ces pignons. Il ressort des Fig. 2 et h que deux types différents de pignons composés seulement sont requis pour le train de pignons, ce qui aboutit à des économies de production. Le pignon 62 est déséquilibré simplement par des trous percés dans la partie externe de l'un de deux types de pignons. 35 Une particularité unique de la forme d'exécution des Fig. 1 à 5 réside dans le fait que, outre que le dispositif de freinage constitue un frein de "roulette", on peut également l'utiliser dans un rouleau freineur. Cette réalisation est illustrée à la Fig. 6 dans laquelle le rouleau 66 représente un rou-*f0 leau transporteur cylindrique creux. Deux dispositifs de freinage COPY 71 41803 8 2115335 du type décrit avec référence aux Fig. 1 à 5 sont ajustés de force dans les extrémités correspondantes du rouleau 66, l'un d'eux étant indiqué par la référence 68. A cet effet, la bande 32 et une des feuillures marginales 3° sont enlevées de telle sorte 5 que l'autre bord vienne contre l'extrémité du rouleau 66. Une autre forme d'exécution du dispositif de retenue de pignons et du train de pignons que l'on peut utiliser comme système de freinage intérieur pour un frein de "roulette"est représentée sur la Fig. 7. Ce dispositif peut être logé à l'intérieur d'un 10 carter tel qu'on en utilise dans la forme d'exécution des Fig. 1 à. 5. Il comprend un dispositif de retenue de pignons 70 (dont la moitié seulement est représentée dans cette vue en coupe), un pignon extérieur 72 et des pignons entraînés 7*f, 76, 78, 80, 82 et 3*+. La forme d'exécution de la Fig. 7 diffère de celle des 15 Fig. 1 à 5 principalement par le fait que le pignon" 72 qui engrène la couronne planétaire du carter, entraîne deux trains de pignons comprenant les pignons 7^, 76 et 78 et 80, 82 et 8^ respectivement au lieu d'un seul. La charge imposée sur les dents du pignon 72 est donc répartie sur plusieurs dents de sorte que les risques de rupture 20 sont réduits au minimum. De plus, les pignons 78 et 8^ des trains de pignons correspondants sont déséquilibrés par des trous percés dans une partie de ces pignons et par des poids 86 et 88 fixés respectivement dans ces trous. Une autre forme d'exécution encore est représentée sur 25 la Fig. 8 dans laquelle des parties appréciables du carter ont été arrachées pour la clarté des dessins. Cette forme d'exécution comprend des flasques de carter 9^ et 96 entre lesquels une roue de contact 98 est montée et est clavetée sur un prolongement de l'arbre 100. L'arbre 100 tourillonne dans des douilles alignées (non 30 représentées) dans les flasques 9^ et 96. Un pignon 102 également calé sur l'arbre 100 engrène le pignon composé 10^ qui engrène, à son tour, le pignon 106. Les axes sur lesquels les pignons lO^t- et 106 sont montés à rotation sont fixés au flasque 96 et à un flasque extérieur qui n'est pas représenté aux dessins. Le pignon 106 35 est déséquilibré par un disque cylindrique 108 qui y est fixé et qui est percé d'ouvertures asymétriques 110. Lorsque la roue 98 vient en contact avec l'objet en mouvement et qu'elle tourne, son mouvement de rotation est transmis par l'intermédiaire de l'arbre 100, du pignon 102 et du pi-**0 gnon 101* au pignon 106 portant le disque déséquilibré 108. A me 71 41803 9 2115335 sure que la vitesse de rotation augmente, l'effet de freinage de la charge de balourd augmente également.. . La partie externe de la roue 98 comprend de préférence un élément annulaire en caoutchouc ou en une matière élastique 5 analogue. Le dispositif de freinage peut être monté élastiquement sur une installation de transporteur d'une manière semblable à celle illustrée aux Fig. 5 et 6 du brevet américain n° 3.31V.^lb. Il ressort de la description qui précède et des dessins annexés que les buts de l'invention ont été atteints. Quoique cer-10 taines formes d'exécution seulement aient été décrites avec référence aux dessins annexés, de nombreuses modifications restent possibles sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, alors que les formes d'exécution décrites plus haut utilisent un train de pignons pour transmettre le mou-15 vement de rotation, il va de soi également que l'invention n'y est pas limitée. Des moyens équivalents peuvent y être substitués, par exemple des surfaces de contact par friction, des chaînes et des roues à chaîne, des courroies et des poulies, des crémaillères et des cliquets, et des combinaisons analogues de ces divers éléments. 20 Ces variantes ainsi que d'autres encore rentrent bien entendu dans le cadre de l'invention. 71 41803 iG 2115335 REVENDICATIONS 1.- Dispositif de freinage servant à retarder des objets en mouvement, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : (a) un carter, 5 (b) un train de pignons supporté par le carter, ce train comportant plusieurs pignons montés à rotation et comprenant au moins un premier pignon et un pignon terminal engrenés de manière à augmenter progressivement la vitesse angulaire lorsque le premier pignon du train est entraîné en rotation, au moins le dernier pi-10 gnon du train étant en substance déséquilibré autour de son axe de rotation, et (c) un moyen pour transformer le déplacement des objets en mouvement en un mouvement de rotation du premier pignon de sorte que les forces nécessaires pour faire tourner le train de pi-V) gnons comprenant le dernier pignon déséquilibré servent à retarder ou à freiner le déplacement des objets en mouvement. 2.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un pignon intermédiaire dans le train de pignons. 20 3.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs pignons intermédiaires dans le train de pignons. Dispositif de freinage suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un pignon intermédiaire 25 déséquilibré dans le train de pignons. 5.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, .caractérisé en ce que le carter est circulaire et peut être monté concentriquement dans un carter circulaire extérieur comportant un axe commun et des couronnes dentées tournées vers l'intérieur de 30 manière à engrener de façon planétaire les dents du premier pignon. 6.- Dispositif de freinage suivant la revendication 5? caractérisé en ce qu'une bande élastique est fixée à la périphérie du carter circulaire- extérieur. 35 7 Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs trains de pignons supportés par le carter et le dit moyen transforme le déplacement de l'objet en mouvement en un mouvement de" rotation du premier pignon de chaque train. bO 8.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, 71 41803 11 2115325 caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs trains de pignons supportés par le carter et comportant un premier pignon commun. 9.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, fabriqué en des résines synthétiques à haute résistance. 5 10.- Dispositif de freinage suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins une partie des résines est autolubrifiante. 11.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dernier pignon est percé de trous choisis 10 servant à le déséquilibrer. 12.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dernier pignon est lesté sélectivement en vue d'être déséquilibré. 13.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, 15 combiné avec un transporteur à gravité, caractérisé en ce que le dispositif servant à transformer le déplacement de l'objet en mouvement en un mouvement de rotation du premier pignon comprend un rouleau disposé de manière à être attaqué par friction par l'objet en mouvement et à être entraîné en rotation par celui-ci, ce rou-20 leau attaquant opérativement le premier pignon de manière à le faire tourner. 1^.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif servant à transformer le déplacement de l'objet en mouvement comprend une roue montée élastique-25 ment dans le trajet de l'objet en mouvement et disposée de manière à être entraînée en rotation par celui-ci, cette rotation étant transmise au premier pignon. 15.- Dispositif de freinage suivant la revendication 1, monté dans un rouleau transporteur cylindrique de telle sorte que la rotation du rouleau soit transmise au premier pignon.