Brevet FR2305328A1 — publié le 19761022

La présente invention se rapporte aux machines, notamment aux moteurs électriques équipés d'un frein à fermeture automatique ou frein de sécurité. Les machines ou moteurs de ce type comprennent généralement un organe rotatif, tel qu'un disque ou un jeu de disques, rendu angulairement solidaire de la partie tournante de la machine, par exemple du rotor du moteur électrique, et un plateau de frein, simple ou multiple, empêché de tourner, mais axialement mobile, sollicité normalement par des organes élastiques vers ce ou ces disques, pour assurer le freinage de la machine ou du moteur, mais pouvant en être écarté pour permettre la rotation de la partie tournante de la machine. Cet écartement du ou des plateaux est généralement commandé par des moyens électriques, notamment par un électro-aimant. Ainsi, dans la condition de travail normale d'un moteur par exemple, lorsque ce moteur et l'électro-aimant du système de freinage automatique sont alimentés en courant, le plateau de frein est retenu à l'écart du disque de frein relié au rotor du moteur. Toutefois, si l'alimentation de ltélectro-aimant cesse, le moteur est automatiquement freiné. Dans certaines applications, il est utile et même nécessaire de pouvoir maintenir si désiré le frein en position desserrée mEme en l'absence d'alimentation en courant électrique. Ceci est le cas, par exemple, pour les grues à tour dont la rotation ou l'orientation est commandée par un moteur de ce type. Dans un tel cas, il est nécessaire de permettre la libre rotation de la partie tournante de la grue, par exemple sous effet du vent, par une mise en girouette de cette grue, même en l'absence d'alimentation en courant, pendant la nuit ou en dehors des heures de travail. Le but de l'invention est de créer une machine ou un moteur du type susmentionné équipé de moyens permettant un verrouillage sélectif en position ouverte du système de freinage automatique L'invention est matérialisée dans une machine, notamment dans un moteur électrique comportant une partie tournante, un organe rotatif tel qu'un disque simple ou multiple solidaire de cette partie tournante, un plateau de frein empêché de tourner ma1.5 mO5DiA e a-iElalementS sollicité normalement vers ce disque pour assurer le freinage a la partie tournante de la machine, et des moyens, notamment un électro-aimant, surmontant cette sollicitation et maintenant ce plateau à l'écart de ce disque, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un organe de verrouillage déplaçable entre une position d'effacement et une position de travail pour verrouiller ce plateau de frein à l'écart de ce disque de frein, au moins une surface de portée prévue sur ce plateau de frein et coopérant par appui avec cet organe de verrouillage, des organes de sollicitation tendant à rappeler cet organe de verrouillage vers sa position d'effacement, pour permettre le libre fonctionnement du frein automatique, et des moyens d'actionnement pour amener cet organe de verrouillage dans sa position de verrouillage en antagonisme à l'action de ces or ganes de sollicitation, l'agencement étant tel que cet organe de verrouillage soit retenu en position de verrouillage par la simple coopération avec lui de la surface de portée prévue sur leplateau de frein, de façon à verrouiller alors le frein en position ouverte Organe de verrouillage prévu suivant l'invention-peutX par exemple, être constitué par une ou plusieurs cames pouvant être amenees positivement en position de verrouillage par pivotement ou basculement et coopérant avec la surface de portée, ou bien par une ou plusieurs rampes, déplaçables notamment en rotation ou en translation et pouvant coopérer avec des rampes conjuguées de la surface de portée, ou encore par d'autres moyens de verrouillage déplaçables. Suivant un mode de réalisation paraissant avantageux, au moins une came peut être montée à pivotement en un point fixe et peut être reliée à un organe d'actionnement la déplaçant vers sa position de travail. Suivant une variante de réalisation, des jeux de rampes conjuguées peuvent être disposés coaxialement à la machine ou au moteur et peuvent coopérer entre eux pour assurer ce verrouillage du frein en position ouverte. L'actionnement de l'organe de verrouillage peut être assuré de différentes manières, par exemple à l'aide d'un organe à commande manuelle Toutefois, une solution paraissant avantageuse consiste à conjuguer à l'organe de verrouillage un ou plu sieurs électro-aimants assurant le déplacement de cet organe de verrouillage, auquel est reliée par exemple une armature dté lectro aimant. Le rappel de cet organe de verrouillage en position d'effacement peut être assuré judicieusement par un ou plusieurs ressorts. suivant une particularité, la coopération entre l'organe de verrouillage et la surface de portée est telle que cet organe soit maintenu en position de verrouillage par arSboute- ment sur la surface de portée. Celle-ci est prévue, comme indiqué, sur le plateau de frein mobile. L'agencement est de préférence réalisé de telle sorte que, lors de l'excitation de l'électro-aimant principal écartant le plateau de frein du disque de frein, cette surface de portée occupe une position légèrement écartée de l'organe de verrouillage, contre lequel elle vient reposer, en assurant l'arcboutement précité et en conséquence le maintien en position de verrouillage, quand l'alimentation de l'èlectro-aimant principal est interrompue.Une réalimentation de cet électro-aimant écarte ainsi la surface de portée de l'organe de verrouillage, qui peut revenir librement en position d'effacement sous l'effet de rappel du ressort ou de l'organe de sollicitation équivalent. L'invention concerne encore les engins, notamment les grues à tour, comportant un moteur avec frein automatique équipé d'un dispositif de verrouillage sélectif du frein en position ouverte suivant l'invention. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention. La Fig. 1 est une vue en coupe schématique d'un moteur équipé d'un frein à fermeture automatique, pourvu du dispositif de verrouillage en position ouverte, selon l'invention. La Fig. 2 concerne une variante du dispositif de maintien selon l'invention. Si l'on se reporte aux dessins, le moteur désigné d'une façon générale par la référence 1 comprend un rotor 2 logé à l'intérieur et en regard d'un stator 3, lui-même maintenu à l'intérieur d'une enveloppe extérieure ou bâti 4. Le rotor 2 est monté sur un arbre 5 guidé en rotation par les paliers 6 et 7, ceux-ci pouvant être, d'une manière générale, des paliers de roulement montés dans des flasques 8 et 9 fermant ainsi la carcasse du moteur. A l'extérieur du moteur 1 et de préférence sur l'un quelconque des flasques 8 ou 9 est fixé un système de freinage automatique du moteur, désigné dtune façon générale par la ré- férence 10. Ce système de freinage comprend, d'une manière connue en soi, au moins un disque de frein 11 monté coaxialement à l'une des extrémités de l'arbre moteur 5 par des moyens appropriés, de façon à rendre le ou les disques de frein 11 solidaires dudit arbre, et au moins un plateau de frein 13 en matière ferromagnétique, disposé en regard du disque de frein Le plateau 13, qui est pourvu d'une garniture 14, est capable de se déplacer suivant un axe parallèle à l'axe de l'arbre moteur 5 sous l'action d'au moins un ressort 15 prenant appui d'une part sur le plateau de frein 13 et d'autre part sur un support 16 solidaire du bâti 4, afin de venir en contact avec le disque de frein associé 11. Le moteur est alors freiné par la pression qu'exerce le plateau 13 sur le disquè Il en mouvement, par l'intermédiaire du ressort 15 précédemment mentionné, des éléments de retenue ou colonnettes 17 solidaires du support 16 interdisant toute rotation du plateau. Ces colonnettes 17 assurent par des moyens appropriés le guidage en translation du plateau 13. Ce système est complété par un électro-aimant 18 convenablement positionne et bloqué sur le support 16 de façon à pouvoir agir sur le plateau 13 à l'encontre du ressort 15,en libérant ainsi le disque de frein 11 et le moteur. Le fonctionnement d'un moteur équipé de son frein à fermeture automatique est alors le suivant :- En l'absence de tout courant, à la fois dans le moteur 1 et dans ltélectro-aimant 18, le moteur est immobile et l'arbre moteur 5 est immobilisé par la pression qu'exerce le plateau 13 soumis seulement à l'action du ressort 15 sur le disque de frein 11.Par contre, lorsque liélectro-aimant 18 est alimenté, il attire le plateau de frein 13 à ltencontre de l'action du ressort 15, et il libère alors le disque de frein Il L'arbre moteur 5 est donc libre en rotation et le moteur peut tourner Cn dira alors que le frein est'ten position ouverte"0 Le moteur et le système de freinage décrits ciqavant sont de construction classique.Ils sont décrits et représentés simplement pour servir .d'exemple particulier de moteur équipé d'un frein automatique auquel l'invention décrite ci-après selon un mode de réalisation particulier est applicable Le dispositif suivant l'invention comprend, dans le cas du mode de réalisation représenté sur la Fig. 1, une came de verrouillage 20 qui est montée à pivotement en 21 sur l'un des flasques 9 de la carcasse du moteur et qui est reliée par ailleurs à articulation en 22 à une tige 23 traversant ici un enroulement délectro-aimant 24, portant à son extrémité inférieure libre un disque formant armature 25, et reliée par un ressort de traction 26 à un point fixe qui peut se trouver sur l'autre flasque 8 de la carcasse du moteur. On voit à l'examen de la Fig. 1 que le ressort 26 tend normalement à faire pivoter la came 20 autour du point 21, vers une position d'effacement dans laquelle elle n'interfère pas avec le libre déplacement du plateau de frein 13. Toutefois, l'excitation de l'électro-aimant 24 tend à attirer l'armature 25 vers le haut, et ainsi à faire basculer la came 20 dans l'autre sens, c'est-à-dire dans le sens anti-horai-re, dans laquelle son lobe vient coopérer avec une surface de portée 27 reliée rigidement au plateau de frein 13. Le mode de fonctionnement de ce dispositif est le sui vant Si l'on veut verrouiller le frein en position ouverte, on excite l'électro-aimant 24 alors que le plateau de frein 13 est colle contre leélectro-aimant excité 18. Il en résulte alors un déplacement vers le haut (en regardant le dessin) de l'arma ture 25 et avec elle de la tige 23, et un basculement de la came 20 autour du point 2-1, en antagonisme à l'action du ressort 26. Lorsque le courant est coupé et que l-'électro-aimant 18 est disexciteg le plateau de frein 13 tend à redescendre sous l'effet du ressort de compression 15. Toutefois, ce mouvement est empêché par la came 20, sur laquelle la surface de portée 27 vient reposer après une faible course vers le bas de ce plateau de frein. L'agencement est étudié de telle sorte que la came 20 soit alors maintenue dans cette position de verrouillage du plateau de frein 13 en condition ouverte par l'arcboutement réalisé par cette came sur la surface de portée 27. Du fait de cet arc- boutement, résultant en grande partie du frottement entre la ca- me et la surface de portée associée, la came 20 demeure dans cette position, même s.. e lectro-aimant 24 n'est plus alimenté. Ainsi, bien que le TnoLeur sot équipé dQun système de freinage automatique il est possible d'obtenir par ce moyen un verrouil- lage en position ouverte du frein, ce qui permet alors une libre rotation du moteur sous l'effet d'influences extérieures1 agissant par exemple sur son arbre de sortie. Lors de la réalimentation en courant, l'électro aimant i8 attire le plateau de frein 13. en le déplaçant légèrement vers le haut. Ceci libère la came 20, qui est rappelée automatiquement en position d'effacement par le ressort 26, de sorte que le frein automatique revient naturellement en position de travail. Un agencement de ce type est avantageux notamment dans le cas de grues à tour, dans lesquelles on désire à la fois dis poser d'un freinage pour le moteur et d'une possibilité de libre rotation, permettant de mettre la grue en girouette pendant la nuit ou en dehors des heures de travail, par l'intervention du dispositif 'de verrouillage du frein en position ouverte suivant 1' invention. I1 va de soi que plusieurs cames pourràient être prévues3 Si désiré, pour répartir les efforts de verrouillage en position ouverte autour de l'axe du moteur et du frein automatlo que. Suivant la variante de réalisation représentée sur la Fig. 29 le système comporte un support annulaire 28 formant armature, déplaçable angulairement au moyen d'un électro-aimant de rotation 29 et portant une ou plusieurs rempes 30 réparties concentriquement autour de l'axe du moteur.Suivant ce mode de re- alisation, le plateau de frein 13 porte une pièce tubulaire for mant support 31, sur laquelle sont montées d'autres rampes 32 pouvant coopérer avec les rampes 30 pour maintenir le plateau da frein 13 à l'écart du disque de frein 119 de façon à obtenir un verrouillage du frein automatique en position ouverte La co- mande de ce verrouillage s'obtint ici encore par lfiexcitation de ltelectro-aimant de rotation 29, et le verrouillage est réa lisé par arcboutement des rampes 30 et 32 les unes sur les autres quand l'électro-aimant principal 18 du frein est désexcite Un ressort de torsion agissant autour de l'axe du moteur (non représenté sur le dessin) ramène automatiquement le système de cames en position de repos quand l'électro-aimant principal est réalimenté, ce qui écarte légèrement les rampes les unes par rapport aux autres et permet ainsi au ressort de rappel d.2agir librement Dans ce cas encore, un freinage automatique du moteur est obtenu mais un verrouillage du .frein en position ouverte peut être assuré quand cela est désirable, par exemple pour mettre une grue àtour en girouette. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. Ainsi, le déplacement de l'organe de verrouillage du frein en position ouverte ou d'un élément relié à celui-ci, comme l'armature de l'électro-aimant 24 ou 29, ou bien la came ou encore les rampes, pourrait commander un contact de contrôle fournissant une indication de ce verrouillage. La fermeture ou l'ouverture des circuits concernés pourrait également faire l'objet, en totalité ou en partie, d'une séquence automatique. REVENDICATIONS 1.- Machine, notamment moteur électrique comportant une partie tournante, un organe rotatif tel qu'un disque simple ou multiple solidaire de cette partie tournante, un plateau de frein empêché de tourner mais mobile axialement, sollicité normalement vers ce disque pour assurer le freinage de la partie tournante de la machine, et des moyens, notamment un électro-aimant, surmontant cette sollicitation et maintenant ce plateau à l'écart de ce disque, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un organe de verrouillage déplaçable entre une position d'effacement et une position de travail pour verrouiller ce plateau de frein à l'écart de ce disque de frein, au moins une surface de portée prévue sur ce plateau de frein et coopérant par appui avec cet organe de verrouillage, des organes de sollicitation tendant à rappeler cet organe de verrouillage vers sa position d'effacement, pour permettre le libre fonctionnement du frein automatique, et des moyens d'actionnement pour amener cet organe de verrouillage dans sa position de verrouillage en antagonisme à l'action de ces organes de sollicitations 11 agencement étant tel que cet organe de verrouillage soit retenu en position de verrouillage par la simple coopération avec lui de la surface de portée prévue sur le plateau de frein, de façon à verrouiller alors le frein en position ouverte 2.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de verrouillage est constitué par au moins une came montée de façon pivotante et déplaçable entre une position d'effacement et une position de travail 3.- Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que chaque came est monté a à pivotement en un point fixe de la machine et est reliée à un organe d'actionnement l'amenant en position de travail. 4.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de verrouillage est constitué par au moins une rampe déplaçable en rotation ou en translation et en ce que des rampes pouvant coopérer avec les précédentes sont prévues sur la surface de portée. 5.- Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'il est prévu deux jeux de rampes pouvant coopérer entre eux, disposés coaxialement à l'axe de la machine. 6.- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement de l'organe de verrouillage sont des organes à commande manuelle. 7.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement de l'or- gane de verrouillage sont constitués par un ou plusieurs élec tr o- aimants. 8.- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rappel de organe de verrouillage en position d'effacement est assuré par au moins un ressort. 9.- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, lorsque le plateau de frein est collé contre l'électro-aimant principal de la machine, la surface de portée est légèrement écartée de l'organe de-verrouillage, de sorte qu'un effet d'arcboutement est obtenu entre eux pour assurer le verrouillage en position ouverte du frein quand cet électro-aimant est désexcite et que cet effet d'arcboutement est supprimé lors de la réexcitation de l'électro-aimant principal de la machine 10.- Engins, notamment grues à tour, caractérisés en ce qu'ils sont équipés d'au moins un moteur électrique avec dis positif de verrouillage du frein automatique en position ouverte suivant leune quelconque des revendications précédentes.