Brevet FR2391396A1 — publié le 19781215

La présente invention concerne des dispositifs munis de roues en général, elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif muni de roues, à deux axes, ayant une plateforme de réception d'une charge ou d'appui et un agencement des axes ou essieux permettant une action mécanique pour engager et dégager un mécanisme de freinage quand une force ou un poids est appliqué à la plate-forme et/ou que la plateforme est basculée par rapport à une position prédéterminée0 La demande de brevet en cours NO 78 11249 déposée le 17 Avril 1978 révèle un dispositif muni de roues, ayant deux axes, avec un moyen d'actionnement commandé en réponse à l'application d'une force ou d'un poids à une plate-forme de réception d'une charge ou d'appui du dispositif et/ou quand la plate-forme est basculée par rapport à une position prédéterminée.Le moyen d'actionnement peut être utilisé pour engager et dagager un mécanisme de freinage rapproprié0 Deux exemples de mécanismes de freinage relativement simples sont révélés dans cette demande. Bien que ces mécanismes de freinage soient fonctionnellement suffisants, ils n'offrent pas tous les bénéfices résultant de la configuration à deux axes ou essieux révélée dans cette demande. C'est en consequence un objet général de la présente invention de procurer un mécanisme de freinage perfectionné pour des dispositifs munis de roues à deux axes0 C'est un objet plus particulier de l'invention de procurer un mécanisme de freinage pour des dispositifs munis de roues ayant deux axes, produisant une action de freinage agissant automatiquement dans une direction de la rotation des roues et une action de freinage s'annulant automatiquement en direction opposée de la rotation des roues; Ctest un autre objet de rinvention de limiter l'action de freinage agissant automatiquement en réponse à des forces de décélération pour empocher un blocage du frein. C'est un autre objet de l'invention de procurrr un mécanisme de freinage convertissant le mouvement de rotation d'une plate-forme d'appui ou de support d'une charge en un mouvement axial parallèle à l'axe de l'essieu porteur des roues du dispositif. C1 est une autre caractéristique de l'invention que le mécanisme de freinage peut être ajusté pour contrôler l'engagement du frein en fonction du mouvement de basculement de la plate-forme. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - les figures lA à 5A sont des vues en élévation latérale montrant la séquence d'assemblage du mécanisme de freinage et du dispositif muni de roues à deux axes selon la présente invention - les figures 13 à 5B sont des vues en élévation arrière correspondant aux figures 1A à 5A, respectivement, montrant 11 ensemble de freinage pour l'une des roues - la figure 6A est une vue agrandie du moyen d'actionnement du frein, du disque et du patin de frein montrant le mécanisme de freinage en position dégagée - la figure 6B est une vue semblable à la figure 6A mais montrant le frein en position engagée - les figures 7A et 7B sont des schémas des forces illustrant l'aspect de l'action du mécanisme de freinage ; et - la figure 8 est une vue arrière montrant le mécanisme de freinage et l'ensemble à deux essieu= montés sur un châssis. En se référant maintenant aux dessins et plus particulièrement aux figures I A à 5A et aux figures correspondantes 1B à 5B, elles montrent respectivement en vue en élévation latérale et en vue arrière, la séquence d'assemblage pour produire le dispositif muni de roues à deux axes et le mécanisme de freinage selon la présente invention.Le dispositif muni de roues, indiqué généralement par le repère 10 sur les figures 5A et 5B, a une plate-forme 12 de réception d'une charge ou d'appui sur laquelie est montée une partie d'un chario- 14 par des moyens de fixation 16 La partie inférieure du chariot 14 comporte un support 18 d'essieu porteur s'étendant vers le bas et vers l'arrière et qui a une ouverture transversale 20 de réception de l'essieu0 Une clé 24 d'ajustement du frein est placée dans une fente longitudinale 22 dans le chariot 14, et elle s'étend transversalement à l'axe longitudinal du chariot.La clé 24 est vissée sur un organe longitudinalement fileté 26 qui est fixé à un bouton 28 d'ajustement du frein, En tournant le bouton 28 dans chaque direction indiquée par les flèches sur la figure 1B, on peut modifier la partie longitudinale de la clé dcajustement 24 dans la fente 22 comme cela est indiqué par les flèches sur la figure 1A. En se référant maintenant aux figures 2A et 2B, un ensemble vertical ou montant pivotanti généralement indiqué par le repère 30 a été monté sur le chariot illustré sur les figures lA et 13. L'ensemble vertical 30 e-st fixé pivotant au chariot 14 au moyen d'un essieu porteur 32 qui s'adapte dans l'ouverture 20 et une ouverture 34 de l'ensemble vertical. L'ensemble 30 monté pivotant comprend un essieu 36 des roues ayant une partie extrême filetée 37, un bout male cannelé 38, une partie ronde 40 et un épaulement d'appui ou de butée 42 couvert d'un revêtement anti-friction (non représenté). La partie ronde 40 peut avoir tout diamètre, mais pour la simplicité de l'explication, elle est illustrée comme ayant le méme diamètre que le diamètre externe de la partie cannelée 38. On peut voir en considérant la figure 2A, que l'ensemble vertical est libre de pivoter autour de l'axe de l'essieu porteur 32 dans les limites indiquées par la flèche double. Cette.liberté du mouvement de rotation de l'ensemble 30 lui permet de prendre une position d'équilibre quand une charge est placée sur l'essieu porteur 32 comme cela est expliqué en detail dans la demande c dessus mentionnée. En considérant maintenant les figures 3A et B, un moyen d'actionnement 44 du frein, pourvu d'une fente 46, est monté sur la partie 40 de l'ensemble vertical en contact avec le revtement anti-friction sur l'épaulement de butée 42, la feinte 46 entourant la clé 24. Le moyen d'actionrvement 44 est libre de tourner autour de l'axe de ltessieu -36 de la roue en étant sounis à la contrainte imposée par la clé 24 s'adaptant dans la fente 46. Le moyen d'actionnement 44 comporte plusieurs chemins de roulement à bille radiaux et hémisphériques en pente, dans lesquels sont placées des billes 50. Les billes ont s-nsiblement le même rayon que les chemins de roulement 48. Les billes 50 sont libres de tourner dans les chemins de roulement 48 et la-rotation d'une bille la force à rouler vers le haut ou à monter la pente du chemin de roulement jusqu'à ce qu'une plus ample rotation soit empochée par la fin du chemin de roulement.La quantité de remontée pour un- déplacement axial de la bille est fonction de l'angle de la pente du chemin de roulement. La direction et l'angle de tous les chemins de roulement sont sensiblement les mêmes, On a précédemment mentionné que le moyen d'actionnement 44 était libre de tourner autour de l'axe de essieu 36 de la roue sous la contrainte imposée par la clé 24. Éa figure 3k illustre en pointillés la rotation du moyen d'actionnement par rapport à l'axe de l'essieu de la roue tandis que l'ensemble vertical pivote autour de l'essieu porteur 32. On peut voir que tandis que l'ensemble vertical pivote, il y a un changement de la relation entre un point donné sur le moyen d'actionnement et un point adjacent sur la partie cannelée. En considérant maintenant les figures 4A et 43, un disque de freinage a, d'un côté, une face de contact du frein 56 et de l'autre côté dans le mode de réalisation préféré, un certain nombre de chemins de roulement 58 radiaux, hémisphériques, en penteayant sensiblement le mtme format et le même emplacement radial que les chemins de roulement 48 du moyen d'actionnement du freins Cependant, dans ce ras, les chemins de roulement 58 ont des pentes qui montent en direction opposée aux pentes des chemins de roulement 48 sur le moyen d'actionnement 44. Le disque 52 est libre de glisser axialement d'avant en arrière sur la partie cannelée mAle 38, mais il ntest pas libre de tourner autour de l'axe de l'essieu de la roue. Ses chemins de roulement 58 sont placés, par rapport aux chemins de roulement du moyen d'actionnement 44, de façon à contenir les billes 50 dans les chemins hémisphériques de roulement des deux composants. Pour l'illustration, les deux chemins de roulement 48-et 58 ont été produits radialement de façon que la profondeur des chemins hémisphériques à la partie la plus profonde soit sensiblement égale à la moitié du diamètre des billes 500 Par conséquent, avec le moyen d'actionnement 44, les billes 50 et le disque 52 assemblés comme illustré sur les figures A et 4B, on peut voir que par la rotation de l'ensemble vertical 30, le moyen d'actionnement 44 et le disque 52 peuvent tourner l'un par rapport à l'autre pour placer le billes 50 dans la partie la plus profonde de chaque chemin de roulement0 Dans cette situation, les deux composants sont en contact sensiblement face à face, la bille se trouvant dans la partie la plus profonde de chaque chemin Quand le moyen d'actionnement du frein et le disque sont assemblés sur l'ensemble vertical monté pivotant illustré sur les figures 4A et 4B, on tourne le bouton 28 d'ajustement du frein pour déplacer la clé 24-o Le mouvement de la clé déplace les chemins de roulement du moyen de mise en action par rapport aux chemins de roulement du disque du frein fixé à la partie cannelée.Ainsi, quand l'ensemble vertical où sont attachées les roues 60 (figures 5A et 5B3 est plané sur un élément résistant comme le sol (figure 8) et vient à une position d'équilibre, les billes viennent reposer dans la partie la plus profonde de chaque chemin de roulement. La position des billes représente le "repos" ou position dégagée du frein. En se référant à la figure 6A, on peut voir qu'avec les composants de freinage ajustés comme on l'a décrit cidessus, la rotation de l'ensemble verticale 30 autour de l'essieu porteur 32 provoque un mouvement relatif entre les chemins de roulement du moyen d'actionnement et du disque de freinage0 Comme ces deux composants freinage se déplacent dans des directions opposées, les chemins de roulement hémisphériques ayant des pentes opposées viennent en contact avec la bille qui commence à tourner et à monter les deux pentes pour provoquer ainsi un éloignement axial des deux composants de freinage comme cela est-représenté sur la figure 6B. Ccme le mouvement du moyen d'actioniiement 44 est limité par l'épaulement & butée 42, Le disque 52 est forcé vers l'extérieur et axialement vers la gauche en considérant les figures 4B et 6B, La position vers l'extérieur du disque 52 dans la position de freinage est indiquée par les lignes en pointillés sur la figure 4B, Après avoir monté le disque 52, la roue 60 et les composants associés sont adaptés sur l'essieu 36 de la roue comme cela est illustré sur les figures 5A et 5Bo A la roue 60 est fixé un moyeu 62 auquel est fixé un patin annulaire de freinage 64 comme on peut mieux le voir sur les figures 5A-5B, 6A-6B et 8.La roue elle-même est montée rotative sur l'essieu 36 au moyen d'unau plusieurs ensembles 66 de roulementsàbillesajustés à pression. Finalement, un écrou de verrouillage 68 est vissé sur la partie extrtme filetée 37 de l'essieu de la roue. En se référant à la figure 53, on comprendra que l'écrou de verrouillage 68 empoche la roue 60 de se déplacer axialement vers la gauche en considérant la figure. Ainsi, quand le disque 52 du frein se dilate axialement vers l'extérieur, vers la gauche, il engage par friction le patin 64. Cette position est représentée sur la figure 5B par le disque 52 en pointillés. Le disque de freinage et le patin de freinage étant engagés par friction comme cela est illustré sur la figure 6B, le patin tourne avec la roue dans le sens contraire des aiguilles d'une montre tandis que le dispositif muni de roues roule en avançant (vers la gauche sur les figures 1 à 7). L'engagement par friction a tendance à forcer le disque cannelé à tourner également dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Cette tendance crée un couple autour de l'axe de essieu de la roue vers l'avant. Ce couple a pour effet de forcer l'ensemble vertical à pivoter autour de l'essieu porteur vers l'avant (sens contraire des aiguilles d'une montre), c'est-à-dire dans la direction du freinage croissant (dilatation axiale moyen d'actionnement du freindisque du frein). Tout mouvement supplémentaire dans le sens contraire des a guilles d'une montre du disque force les billes à continuer à monter le long des pentes des chemins de roulement. Cela à son to--, augmente encore la force de freinage exercee par le disque contre le patin. Dans une forme d'un ensemble dressé ou montant non pivotant, l'action automatique de freinage pourrait rapidement produire une condition dans laquelle le disque et le moyen d'actionnement seraient coincés entre l'épaulement de butée et le patin et bloquerait ainsi la roue, Dans presque toutes les applications, un patinage des roues et des roues bloquées ne sont pas souhaitables0 Pour une utilisation sur des patins à roulettes ou des planches à roulettes du dispositif muni de roues à deux axes ou essieux, un tel blocage du frein est incontestablement dangereux. Cependant, dans la présente inventionoù l'ensemble vertical 30 est monté pivotant par rapport à la plate-forme d'appui ou chassies 12, quand le mécanisme de freinage s'approche de ce degré d'action automatique, la force résultante de freinage produit une décélération importante qui produit elle-mEme une force de décélération sur l'axe de la roue vers l'arrière (sens des aiguilles d'une montre). La force de décélération vers l'arrière a tendance à faire tourner l'ensemble vertical autour de l'essieu porteur dans une direction de dégagement du frein vers l'arrière (sens des aiguilles d'une montre). On notera que l'équilibre sera atteint quand les forces d'action automatique influençant ensemble vertical dans une position du frein engagé créeront des forces de décélération suffisantes pour annuler une plus ample action automatique du frein, Cette condition sensiblement équilibrée est représentée à titre d'exemple, sur les schémas des forces des figures 7A et 73o La figure 7A montre les forces exercées sur la plate-forme d'appui ou clraasis 12, la force de rotation de la roue et le moment vers l'avant du châssis et du chariot, Sur la figure 7B, le chassies 12 a été basculé vers l'arrière avec un changement de la force vers le bas sur la partie du châssis placée à l'arrière de l'axe de l'essieu. L'ensemble vertical a tendance à rester en position verticale, c'est-àdire d'équilibre malgré le basculement du châssis Le basculement du chassis fait tourner le moyen d'actionnement44 par l'intermédiaire du mouvement vers l'arrière de la clé 24. Cette rotation force le billes 50 à monter les pentes et forcer ainsi le disque vers ltexterieur contre le patin, A ce point, il nty a plus d'autre rotation relative du moyen d'actionnement et du disque0 Un plus ample basculement du chassies force l'ensemble dressé à perdre sa position verticale ou position d'équilibre, ce qui crée une force de remise en place comme cela est expliqué en détail dans la demande ci-dessus mentionnée0 La rotation des roues dans le sens contraire des aiguilles d'une montre quand le dispositif 10 avance (vers la gauche en considérant les figures) produit une forcie automatique de freinage comme cela est indiqué par la flèche en traits pleins dans le sens contraire des aiguilles d'une montre sur, la figure 7B.Comme on l'a expliqué cidessus, quand des forces suffisantes de décélération sont produites, l'ensemble vertical a tendance à se déplacer dans le sens des aiguilles d'une montre ou vers l'arrière comme cela est indiqué pdr la flèche en pointillés sur la figure 7B. La discussion qui précède a été dirigée vers le fonctionnement de l'ensemble vertical et du mécanisme de freinage quand les roues 60 roulent en avançant. Si les roues roulent vers l'arrière (vers la droite en considérant les figures 1 à 7), le fonctionnement des composants est inversé, c'est-à-dire que la rotation-dans le sens des aiguilles d'une montre du patin de frein entraxe l'ensemble vertical 30 vers l'arrière ou direction de dégagement du frein. Ainsi, si l'ensemble du chariot, l'ensemble vertical et le mécanisme de freinage sont montés sur une planche à roulettes, l'utilisateur peut faire des tours de 3600 avec une roue essentiellement bloquée en position de serrage du frein tandis que l'autre roue est libre de tourner parce quelle roule en direction inverse. En plus de cette caractéristique,- la présente invention peut ttreuDilisée avec des chariots dirigeables. Pour la simplicité, un chariot non dirigeable a été représenté sur les dessins4 Cependant, on comprendra que des chariots dirigeables classiques tels que celui vendu sous la dénomina tion commerciale "Tracker" peuvent autre utilisés. La figure 8 illustre une modification du dispositif 10 muni de roues ayant deux axes, ou des ailettes 70 de refroidissement du disque du frein ont été ajoutées au disque 52, On peut voir en inspectant la vue en coupe de la roue 60 sur la figure 8, que le- moyeu 62 du frein est exposé à l'air de refroidissement entre le moyeu et la roue elle-même. Cette caractéristique, avec les ailettes de refroidissement et le fonctionnement en "radiateur de chaleur" du disque 52 maintient la température du frein dans des limites acceptables0 En plus des ailettes de refroidissement, la figure 8 montre un ajustement de crans d'arrêt du disque pour le bouton 28 d'ajustement de la clé0 Le bouton tourne en face d'une série de crans d'arr8t 72 et il a une protubérance correspondante 74 qui engage le cran d'arrSt d'une façon bien connue. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui nta été donné qu'à titre d'exemple En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent REVENDICATIONS - - - 0. ~ ~ ~ ~ -. - 1. Dispositif de freinage d'une roue caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de réception d'une charge un moyen vertical ou montant pivotant par rapport audit moyen de réception d'une charge, et qui comporte un moyen formant essieu d'une roue pour maintenir rotative une roue à une de ses extrémités ; et un moyen de freinage d'une roue monté sur ledit moyen formant essieu pour un mouvement le long de son axe ; et un moyen-réagissant au mouvement de rotation dudit moyen de réception d'une charge par rapport audit moyen vertical pour déplacer axialement ledit moyen de freinage le long dudit moyen formant essieu vers son extrémité defixation d'une roue, 2.Dispositif de freinage d'une roue caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de réception d'une charge un moyen vertical ou montant pivotant par rapport audit moyen de réception d'une charge et comprenant un moyen formant essieu d'une roue maintenant rotative une roue à une extrémité ; un moyen de freinage de la roue monté sur ledit moyen formant essieu pour un mouvement le long de son axe ; un moyen d'actionnemert du frein monts rotatif sur ledit moyen formant essieu ; un moyen pour transformer le mouvement de rotation dudit moyen d'actionnement en un mouvement axial dudit moyen de freinage le long de l'axe dudit moyen formant essieu ; et un moyen pour faire tourner ledit moyen d'actionnement en réponse à la rotation dudit moyen de réception dlune charge par rapport audit moyen vertical. 3. Dispositif- selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen précité pour transformer le mouvement de rotation du moyen d'actioralement précité en un mouvement axial du moyen de freinage précité comprend une pente placée sur l'un desdits moyens et un suiveur de pente placé sur l'autre desdits moyens0 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en en ce que la pente précitée comprend un chemin de roulement hémisphérique et en ce que le suiveur de pente précité comprend une bille placée dans ledit chemin de roulement. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un moyen pour empêcher un mouvement axial du moyen d'actionnement précité dans au moins une direction le long de l'axe du moyen formant essieu précité, 6e Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qucil comprend de plus une roue montée sur le moyen formant essieu précité et un moyen pour empêcher un mouvement axial de ladite roue le long dudit moyen formant essieu0 70 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'ilcomprend de plus un moyen pour empêcher le moyen de freinage précité de tourner autour de llaxe du moyen formant essieu précité, 8.Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le moyen formant essieu précité comprend une partie cannelée et en ce que le moyen précité empochant la rotation du moyen de freinage précité comprend une partie cannelée correspondante. 9o Dispositif de freinage dune roue caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de réception d'une charge un moyen vertical ou montant pivotant par rapport audit moyen de réception d'une charge et comprenant : un moyen formant essieu d'une roue pour maintenir rotative une roue à une extrémité ; un moyen de freinage de la roue monté sur ledit moyen formant essieu pour un mouvement le long de son axe ; un moyen d'actionnement d'un frein monté rotatif sur ledit moyen formant essieu ; un moyen pour empêcher un mouvement axial dudit moyen d'actionnement dans au moins une direction le long de l'axe dudit moyen formant essieu un moyen pour transformer le mouvement de ro+ation dudit moyen d'actionnement en un mouvement axial dudit moyen dr freinage le long de l'axe dudit moyen formant essieu une roue montée rotative sur ledit moyen formant essieu un moyen pour empêcher le mouvement axial de ladite roue le long de l'axe dudit moyen formant essieu ; et un moyen pour faire tourner ledit moyen d'actionnement en réponse à la rotation dudit moyen de réception d'une charge par rapport audit moyen vertical0