Brevet FR2224396A1 — publié le 19741031

La présente invention concerne un frein, en particulier our treuils à cabres comportant un accumulateur d'énergie relié à l'un des deux organes de freine qui, lors du freinage, sont appliqué., l'un à l'autre par une force ae freinage de manière à transmettre à l'organe de freinae,e, par le moyen d'un organe de transmission auquel est associé un organe de manoeuvre destiné à desserrer le frein, l'énergie emmagasinée dans ledit accumulateur pour la production d'une force de freinage. Dans les freins connus, les organes de freinage sur lesquels agit la force de freinage sont les sabots, les sangles (ou rubans), e autres orges analogues. Dans les freins à san gles, la force de freinage s'exerce sous la forme d'une tension de traction agissant sur la sangle. Lors du desserrage du frein d'un treuil d'excavation ou de levage, en particulier, il importe de pouvoir régler très exactement la variation de la force de freinage lorsqu'on laisse descendre la charge. Pour les freins de type connu, dans lesquels la force de freinage est produite hydrauliquement ou pneumatiquement, il faut pouvoir modifier la pression hydraulique ou pneumatique lorsqu'on desserre le frein. Le règle de la force de freinage nécessite alors des distributeurs de commande très sensibles, relativement coûteux e exigeant un entretien attentif. irais l'ex- périence a révélé que même ces distributeurs compliqués ne permettent pas de maintenir suffisamment peu inclinée la pente de la courbe de la force de freinage. Pour ce qui concerne les freins mécaniques simples, dans lesquels i'accumulateur d'énergie est relié à l'organe de freinage par un système de leviers comportant au moins un organe de transmission, on utilise, entre l'organe de manoeuvre, destiné à desserrer le frein, et l'organe de transmission, et/ou entre l'organe de transmission, sur lequel agit l'organe de manoeuvre, et l'organe de freina ex des organes de liaison donnant la plus grande multiplication possible, de façon qu'en desserrant le frein un déplacement relativement important de l'organe de manoeuvre ne produise qu'un déplacement très réduit de l'organe de freinage. a- ceci ne permet pas d'éviter qu'à chaque mise en jeu de l'organe de manoeuvre, tel qu'une pédale ou une poignée l'organe second organe de freinage Mime si ce déplacemert est très faible, il se produit alors une chute importante de la force de freinage, rendant impossible une modification réglée de la force de freinage sur l'étendue d'ante courbe de force de freinage très faiblement inclinée. La présente invention a pour objet de réaliser un frein comportant un accumulateur d'énergie engendrant la force de freinage et permettant, au moyen d'une construction aussi peu com pliquée que possible, d'obtenir une courbe de réglage de la force de freinage pratiquement aussi plane que possible. Ce but est atteint, conformément à l'invention, dans un frein du genre précité, en disposant, entre l'organe de transmission et l'organe de freinage, un ressort transmettant la force de l'accumulateur d'énergie et mis en état de tension préalable par cette force. On arrive ainsi, avec une simplicité surprenante, à ce que, lorsqu'on actionne l'organe Üe manoeuvre, l'organe de trans mission se déplace dns le sens du desserrage du frein mais que l'organe de freinage en question soit appliqué au second organe de freinage par la force du ressort disposé entre l'organe de transmission et le premier organe de freinage, la force produite par ce ressort n'étant diminuée que par le mouvement de l'organe de transmission dans le sens Ju desserrae du frein.On peut donc obtenir, an choisissant un ressort dont la courbe caractéristique d'élasticité est faiblement inclinée, une courbe de force de freinage aussi aplatie que celle-ci. Le frein selon l'invention peut également être constitué de moyens mécaniues extrêmement simples si l'on utilise, par exemple, un second ressort ou un poids comme accumulateur d'énergie Kais l'accun:ulateur d'énergie peut également être constitué par un cylindre pneumatique ou hydraulique commandé par des distriuteurs relativement simples. Dans ce cas, l'organe de manoeuvre pour le desserrage du frein agira sur le distriDkÀteur donc, par l'intermédiaire du fluide sous pression, sur l'organe de transmission du cylindre. L'invention est décrite ci-après an détail au moyen de quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés aux dessins annexés ds lesquels: - Les figures 1 et 2 sont des schémas de principe de eux odes de réalisation de frein à sabot, et - Les figures 3 et 4 sont deux exemples différents de réalisation de frein à sangle pour treuils à câble. Le frein à sabot représenté seulement en principe sur la figure 1 comporte un tambour de frein 12 monté rotatif sur un axe 11 et sur lequel s'appliaue un sabot de frein 13 fixé à un levier 14 monté oscillant autour d'un axe fixe 15. Une tige 17 est jointe au levier 14 par une articulation 16 l'extrémité de cette tige éloignée de l'articulation 16 est jointe à une des extrémites d'un ressort de traction 18 dont l'autre extrémité est jointe à une des extrémités d'une tige servant d'organe de transmission 19, sur l'extrémité, opposée au ressort 18, de laquelle agit un second ressort de traction 21 servant d'accumulateur d'énergie. Un organe de manoeuvre, tel qu'unie pédale ou une poignée, 22 ait sur l'organe de transmission 19. Le ressort servant d'accumulateur d'énergie 21, dont l'extrémité éloignée de l'organe de transmission 19 est rattachée à un point fixe 23, produit la force de freinage appuyant le sabot 13 au tambour 12 quand on freine. Cette force de freinage met en état de tension préalable le ressort 18 qui transmet ensuite au sabot 13 la totalité de la force produite par l'accumulateur d'énergie 21. Si, pour desserrer le frein, on déplace l'organe de manoeuvre 22 vers la gauche, (d'après la figure 1), la force produite par l'accu..uiateur d'énergie 21, donc la tension préalable du ressort 18, est diminuée sns que le sabot 13 se déplace, puisqu'il est appuyé au tambour 12 par la tension rémanente du ressort 18. Donc, selon la caractéristique du ressort 18, la force de freinage avec laquelle le sabot 13 s'appuie au tambour 12, se trouve diminuée quand l'organe de manoeuvre 22 se déplace d'une distance déterriinée, l'inclinaison de cette courbe caractéristique pouvant être aussi faible que l'on veut en choisissant un ressort 18 approprie. Un autre avantage de ce frein est que, si l'organe de manoeuvre 22 est subitement abandonné, en cas d'accident par exemple, de telle sorte que la totalité de la force de l'accumulateur d'énergie 21 agisse, la force de freinage n'atteindra pas instantanément sa valeur maximale mais n'entrera en jeu que pro gressivement car, lorsque la force de freinage croît, l'accumula teur d'énergie constitué par le ressort 18 se charge en quelque sorte d'énergie potentielle, ce qui demande un certain temps. Pour éviter des répétitions, les éléments de la figure 2 correspondant à ceux de la figure 1 portent les mêmes chiffres de référence augmentés de 100, cette remarque constituant une référence à la description de l'exemple de la figure 1. Sur la figure 2 également, il s'agit d'un frein à sabot ayant un tambour de frein 112, un sabot de frein 113, un ressort 118, un organe de transmission 119 et un accumulateur d'énergie 121. Ici aussi, un organe de manoeuvre 122 agit sur l'organe de transmission 1.19. Cet exemple de réalisation ne se différencie du premier que par l'emploi d'un ressort de pression 118 au lieu du ressort de traction 18, et par l'emploi d'un ressort de pression (et non d'un ressort de traction comme dans le cas de la figure 1) comme accumulateur d'énergie 121. Dans l'exemple représenté à la figure 3, montrant- un frein à sangle (ou à ruban) pour treuil à câble, les éléments correspondant à ceux de la figure 1 portent les mêmes chiffres de référence augmentés de 200, de façon à éviter des répétitions par cette référence à l'exemple de la figure 1. Dans cet exemple, une sangle 213 constituant un organe de freinage embrasse le tambour de frein 212 monté rotatif autour de l'axe 211, une extrémité de ce-te sangle est fixée, par une pince 215 au bâti du treuil. Un des bras 216 d'un levier à deux bras 216, 217, monté rotatif sur un axe fixe 220, agit sur l'autre extrémité de la sangle. L'accumulateur d'énergie 221 est ici un ressort de traction agissant sur un des bras 225 d'un levier à deux bras 225 226 monté rotatif autour d'un axe 227. Le bras 226 du levier à deux bras 225, 226 est joint, par une articulation 228, à une des extrémites de l'organe de transmission 219 qui a ici la forme d'une tige, et dont l'autre extrémité est jointe, par une articulation 229, au sommet d'un levier coudé 231, 232 et à une tige de piston 233 dont le piston 234 s'appuie à une pile de ressorts belleville 218 s'adossant, à son autre extrémité, au couvercle 236 d'un cy lindre 237 oint lui-même, par une articulation 238, au bras 217 du levier à deux ras 216, 217. L'extrémité externe du bras 231 du levier coudé 231, 232 est jointe à 'axe 22 par un joint rotatif. L'extrémité de i'autre bras 232-de ce levier coudé est attaquée par la tige de piston 239 d'un cylindre pneumatique de commande 241 servant ici d'organe de manoeuvre pneumatique. L'organe de manoeuvre mécanique 222 est ici un levier monté oscillant autour de l'axe 227 et dont l'extrémité libre a la forme d'une pédale 242 ramenée an position de repos par un ressort de traction 243. Normalement, la force du ressort constituant l'accumulateur dynamique 221, agissant par le levier 225, 226 et la tige 219 ainsi que par le ressort 218, serre la sangle 213 sur le tambour de frein 212, donnant ainsi l'effet de freinage maximal. Le frein peut être desserré, soit au moyen de la pédale 242, soit au moyen du cylindre de commande 241. Si l'on actionne la pédale 242, c'est à dire si on l'incline en sens inverse des aiguilles de montre (quand on regarde la figure 3) elle vient rencontrer une butée 244 du bras 225 et entrasse ce dernier. L'organe de transmission 219 se déplace donc vers le haut et vers la droite (sur la figure 3) et la tension de pression préalable du ressort 218 se trouve r duite par le déplacement correspondant du piston 234 sans que ceci entraîne la rotation du levier 216, 217 autour de l'axe 220. La mar.oeuvre-de la pédale 242, donc du bras 225 n'a donc pour seul effet que de diminuer la tension de la sangle 213 et de desserrer faiblement le frein an fonction de la carsctéristlque du ressort 218. Gn obtient le même effetlorsquton desserre le frein au moyen du cylindre de commande 241. i le piston de ce cylindre de commande 241 se dé- ace vers le haut et vers la aroite (sur la figure 3) sous l'ac-ion de l'air cor.primé qui y pénètre, le levier coudé 2f-l, 232 tourne autour de l'axe 220, ce ul réduit la tension préalable du ressort 218 sans faire tourner le levier à deux bras 216, 217. Dans cet exemple de réalisation, les mêmes effets que darus les exemples précédents se produisent lors du desserrage et de la réapplication du freinage. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 4, les éléments correspondant à celui de la figure 1 portent les mêmes chiffres de référence, augmentés de 300. L'exemple de la figure 4, concerne, comme celui de la figure 3, un frein à sangle dans lequel la sangle 313 embrasse le tambour de frein 312. irais l'or,ane de transmission 319 est ici un levier monté oscillant autour d'un axe 315, joint, en deux points 351 et 352 disposés de part et d'autre de son axe de rotation 315, directement (ou par l'intermédiaire d'un ressort 318 corresponcant au ressort 218 de l'exemple de la figure 3), aux deux extréniités de la sangle 313. L'accumulateur d'énergie 321, constitué ici par un ressort de traction, attaque cet organe de transmission 319. L'organe de manoeuvre 322 est ici, comme dans l'exemple de la figure 3, un cylindre pneumatique de commande attaquant directement l'organe de transmission 319. L'accumulateur d'énergie 321 exerce ici, sur l'or- gane de transmission 319, un couple de rotation en sens inverse des aiguilles de montre ayant pour effet de serrer la sangle 313 sur le tambour 312 par l'entremise du ressort 318. Si donc le levier constituant l'organe de transrrission 319 est mis en rotation dans le sens des aiguilles de montre autour de l'axe 315 par le cylindre de commande constituant l'organe de manoeuvre 322, la sangle 313 ne quitte pas le tambour 312 mais sa tension diminue seulement en fonction de la clractéristique élastique du ressort 318. On obtient ainsi, au serrage comme au desserrage du frein, le même effet que dans les exemples précédents. Dans les exemples décrits, l'accumulateur d'énergie est toujours constitué par un ressort 21, 121, 221 ou 321 mais on peut utiliser à leur place n'importe quel autre organe d'accumulation approprié tel qu'un poids ou un cylindre pneumatique ou hydraulique. REVEND I CAT IONS 10 - Frein, en particulier pour treuils à cabale, comportant un accumulateur d'énergie relié à 1'un des deux organes de freinage qui, lors du freinage, sont appliqués l'un à l'autre par une force de freinage de manière à transmettre à l'organe de freinage, par le moyen d'un organe de transmicsion auquel est associé un organe de manoeuvre destiné à desserrer le frein, l'énergie emmagasinée dans ledit accumulateur pour la production d'une force de freinage, caractérisé en ce qu'un ressort, transmettant la force de l'accumulateur d'énergie et mis en état de tension préalable par cette force, est disposé entre l'organe de transmission et l'organe de freinage. 20 - Frein selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de transmission est constitué par un levier monté oscillant ou par une tige d'une timonerie à levier. 30 - Frein selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé an ce que le ressort transmettant la force de l'accu mutateur d'énergie est constitué par un ressort de pressior;, de préférence une pile de ressorts Be.leville, disposé entre le couvercle dtun cylindre et le piston de ce cylindre.