Brevet FR2415750A1 — publié le 19790824

La présente invention a trait à un frein électromagnétique b disque avec rattrapage automatique du jeu. Dans un frein à disque actionné par un électro-aimant, la force d'attraction de celui-ci varie en fonction de l'importance de l'entrefer magnétique. Il faut par conséquent régler le frein chaque fois que les garnitures du frein ont subi une certaine usure. En règle générale, ce rattrapage de jeu s'effectue manuellement. Cela signifie que l'on doit surveiller périodiquement le frein. Cependant, par un rattrapage automatique on peut maintenir constante la course libre (autrement dit l'entrefer magnétique) malgré l'usure des garnitures du frein, ce qui diminue la fréquence des vérifications à effectuer. On connaît déjà plusieurs dispositifs conçus pour assurer ce rattrapage automatique de l'entrefer magnétique de freins à disque à commande électromagnétique (voir par exemple le brevet allemand nQ 1 914 469, ainsi que la demande de Brevet allemand nQ 23 16 809). ta présente invention a pour but de proposer une réalisation relativement simple d'un tel dispositif, dans laquelle on détermine l'entrefer réglé suivant une cote établie d'avance, de manière que cet entrefer ne soit ni trop grand ni trop petiot. Ce frein électromagnétique à disque pour machines rotatives, du genre comprenant un disque rotatif de frein monté sur l'arbre de la machine et tournant entre deux disques de frein dont l'un constitue l'armature de 11 électro-aimant, laquelle peut coulisser et, en position de freinage, être poussée par des ressorts contre le disque rotatif de freinage, alors qu'en position de desserrage du frein cette armature est attirée à l'encontre de la résistance desdits ressorts par une carcasse d'électro-aimant munie de bobinages appropriés, ce frein étant pourvu d'un dispositif de rattrapage automatique de jeu comportant au moins un organe de rattrapage de lten- trefer entre la carcasse de l'électro-aimant et l'armature,est caractérisé par le fait que l'organe de rattrapage est agencé de telle sorte qu'il assure le blocage du mouvement axial de la carcasse de l'électro-aimant en direction du disque rotatif de frein, et en ce que ce même organe de rattrapage peut être désaccouplé par rapport à un toc d'entraînement rigidement solidaire de l'armature. te dispositif doit en outre être réalisé de telle sorte que le frein à disque puisse être construit de préférence en tant qu'ensemble distinct propre à pouvoir être monté indifféremment sur des moteurs normalisés et des -machines de différentes sortes, gracie à des dispositions particulières qui seront exposées plus loin. Un dispositif suivant la présente invention est sensiblement plus simple et fiable que les dispositifs connus dans l'art, entre autres par le fait que seule la carcasse de l'aimant est pour vue d'organes de rattrapage. L'invention sera maintenant décrite en se référant au dessin annexé qui en montre un mode possible de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. Sur le dessin les figures 1, 2 et 3 montrent en coupe axiale trois variantes possibles de réalisation de freins à disques suivant l'invention; a figure 4 montre la vue en bout du flasque d'extrémité du frein à disque, ce flasque étant identique pour les trois variantes, et les figures 5 et 6 montrent en coupe axiale deux disposés tifs différents de rattrapage avec et sans vis de rattrapage Le frein à disque dont les figures 1, 2 et 3 montrent différents modes possibles de réalisation est monté sur un moteur électrique dont l'arbre est désigné en 1 et le carter en 2. Ce frein est monté à une extrémité du moteur, à l'extérieur du ventilateur de refroidissement 13 du moteur. Ce frein comprend un électro-aimant A qui se compose essentiellement d'une carcasse 4, d'un bobinage 5 et d'une armature 6.Celle-ci sert également de disque de frein. L'électro-aimant A est suspendu à quatre boulons d'angle 7 et comporte des organes de rattrapage de jeu B ajustés sur des manchons tubulaires 8 que traversent les boulons 7. Ces boulons d'angle 7 assurent également la fixation d'un disque de frein 9 et d'un flasque d'extrémité 10, qui sont ainsi maintenus dans le sens axial et dans le sens radial. Cette fixation axiale s'effectue grâce à des entretoises tubulaires 11 et aux man chons tubulaires 8 de l'organe de rattrapage. Grâce au disque de frein 9, au flasque d'extrémité 10 et à une enveloppe cylindrique extérieure 27 on obtient un blindage satisfaisant du frein sans obstruer les entrées 28 pour l'air de refroidissement. Sur l'arbre 1 du moteur est monté un disque de frein rotatif 17 munide pastilles ou plots d'usure de frein 15 en matériau fritté ayant une grande résistance à l'usure. Aussi longtemps que le bobinage 5 de l'électro-aimant n'est pas sous tension, l'armature 6 de l'ensemble électro-magnétique applique les pastilles de frein 15 contre le disque fixe 9 du frein, grace à la pression exercée par plusieurs ressorts de compression 18 logés dans le flasque d'extrémité 10, de telle sorte qu'il subsiste un entrefer entre les faces polaires de la carcasse 4 de l'électro-aimant et armature 6. Quand on fait circuler du courant d'excitation dans le bobinage 5, l'armature 6 est soumise à l'attraction magnétique et l'effet de freinage est supprimé.L'armature est alors suspendue aux boulons d'angle 7 qui empêchent la rotation de l'armature. tes organes de rattrapage de jeu B sont montés à poste fixe sur la carcasse 4 de ltélectro-aimant. Ils se composent chacun d'un manchon 8 (déjà cité), d'une bague à piste conique 12 pour billes, et plus précisément pour une série de billes 14 soumises à la sollicitation d'un ressort pré-contraint 13, ces billes 14 empêchant la carcasse 4 de l'électro-aimant de se déplacer en direction des pastilles de frein 15, ainsi qu'un toc d'entraînement 16 fixé par des vis 24, avec interposition d'une entretoise tubulaire 19, à l'armature 6 (voir la figure 5). Le rôle de ces tocs d'entraînement 16 est de neutraliser le rôle de blocage qu'exercent les billes 14 en fonction du degré d'usure, pas-à-pas, que subissent les pastilles de freinage 15, ce qui permet à ltélectro-aimant A de glisser en direction de ces pastilles de freinage 15 selon l'importance de l'usure de celles-ci. Les pièces qui sont soumises à une sollicitation ponctuelle importante, à savoir les billes 14, le manchon 8 et la bague 12, sont trempées. te ressort 17 du dispositif de rattrapage B, qui assure la sollicitation initiale des billes 14, est logé dans la bague 12. Il s'ensuit que le dispositif de rattrapage constitue un ensemble com plet et indépendant que l'on peut aisément démonter lors des opérations d'entretien du frein. Dans le mode de réalisation que montre la figure 1 des ressorts de compression 20 sont prévus entre l'armature 6 et la carcasse 4 de ltélectro-aimant, ce qui permet de maintenir constamment un entrefer maximal lorsque ltélectro-aimant A n'est pas excité, c'est-à-dire en faisant en sorte que la bague 12 du dispositif de rattrapage B soit sollicitée conjointement à ladite carcasse A de l'électro-aimant contre le toc d'entraînement 16. Dans ces conditions, le rôle de blocage du dispositif de rattrapage B est neutralisé. Lorsqu'on excite le bobinage 5 de llélectro-aimant, l'armature 6 subit l'attraction électro-magnétique qui en résulte. L'électro-aimant A se déplace, du fait que les ressorts de compression 20 sont plus faibles que les ressorts de freinage 18, d'abord en direction de l'armature 6, jusqu'à ce que la bague 12 coince les billes 14, ce qui produit le blocage. Ensuite, l'armature 16 se déplace pendant la fraction restante de l'entrefer a en direction de la carcasse 4 de l'électro-aimant, ce qui libère les pastilles de frein 15 et fait cesser l'effet de freinage. Grâce aux ressorts 20 disposés entre la carcasse 4 de l'électro-aimant et l'armature 6, on obtient d'abord la certitude que l'entrefer ne soit pas réduit à zéro lorsque l'électro-aimant A n'est pas sous tension en l'absence des ressorts de compression 18, ensuite la possibilité de déplacer axialement l'électro-aimant A dans les deux sens en cas de pose, de dépose ou de remplacement des pastilles de frein 15, et enfin on empêche positivement un rattrapage avec un entrefer a incorrect par suite de vibrations ou de secousses, lorsque l'électro-aimant A n'est pas sous tension. Dans le mode de réalisation que montre la figure 2, des ressorts de compression 21 sont disposés entre le flasque d'extrémité 10 et la carcasse 4 de l'électro-aimant, de telle sorte que les billes 14 soient bloquées dans le dispositif de rattrapage B et ne puissent ensuite être débloquées que par le toc d'entraînement 16, lorsque l'entrefer a entre la carcasse 4 de l'éle.atro- aimant et l'armature 6, par suite dè l'usure des pastilles de frein 15, est devenu supérieur à la valeur maximale prévue. Par conséquent, la carcasse 4 de l'électro-aimant est sollicitée par les ressorts 21 en direction de l'armature 6 selon l'importance de l'usure, c'est-à-dire jusqu'à ce que les billes 14 se coincent de nouveau et qu'un blocage axial de la carcasse de l'électro-aimant se produise. Dans le mode de réalisation que montre la figure 3 les ressorts 13, qui réagissent normalement sur les billes 14, sollicitent, suivant l'usure des pastilles de frein 15, la carcasse 4 de l'électro-aimant en direction de l'armature 6, jusqu'à la position qui permet de nouveau aux billes d'assurer le blocage. Dans les trois variantes possibles que montrent les figure 1, 2 et 3, l'usure des pastilles de freinage 15 est compensée automatiquement de telle sorte que l'entrefer magnétique a soit maintenu à une valeur pratiquement constante. le frein peut être muni d'un étrier 22 actionné manuellement, cet étrier étant rendu solidaire soit de l'armature 6, soit de la carcasse 4 de l'électro-aimant, par l'intermédiaire de deux boulons 23 (figures 1 et 4). Cette disposition permet de désaccoupler le frein en l'absence de courant d'alimentation. Le frein peut en outre être muni de butées mécaniques pour permettre d'interrompre le rattrapage automatique en cas de besoin, avant que l'armature 6 entre en contact avec le disque rotatif de freinage 17 après usure totale des pastilles de frein 15. Cela peut être obtenu par exemple en prolongeant les vis 24 de manière que celles-ci atteignent le disque de frein 9 avant que l'armature 6 rencontre le disque rotatif de freinage 17 (partie supérieure de la figure 5). Une variante de réalisation comportant une vis distincte 25, que l'on peut ajouter ou retirer par rapport à un frein complètement assemblé et en état de fonctionnement, est représentée dans la partie inférieure de la figure 6. Cette même figure 6 montre en outre comment le toc d'entraînement 16 peut être muni d'une douille filetée 26 de rattrapage de jeu, pour déterminer la position axiale dans laquelle on désire produire le dégagement des billes 14. - REVENDICATIONS 1.- Frein électromagnétique à disque paur maçhines rotatives, du genre comprenant un disque rotatif de frein monté sur l'arbre de la machine et tournant entre deux disques de frein non rotatifs dont l'un constitue l'armature de l'élactaimant, laquelle peut coulisser et, en position de freinage, être poussée. par des ressorts contre le disque rotatif de freinage, alors qu'en position de desserrage du frein cette armature est attire à l'en- contre de la résistance desdits ressorts par une carcasse d'électro-aimant munie de bobinages appropriés, ce frein étant pourvu d'un dispositif de rattrapage automatique de jeu comportant au moins un organe de rattrapage de l'entrefer entre la carcasse de l'électro-aimant et l'armature, de telle sorte que la carcasse de l'électro-aimant soit actionnée par coulissement axial par rapport. au carter de la machine, ladite carcasse étant rigidement solidaire dudit organe de rattrapage, ce frein étant caractérisé en outre par le fait que l'organe de rattrapage B est agerré de telle sorte qu il assure le blocage du mouvement axial de la carcassa 4 de l'élec- tro-aimant A en direction du disque rotatif de frein t7, et en ce que ce même organe de rattrapage B peut être désaccouplé par rapport à un toc 16 d'entraînement rigidement solidaire de Armature 6. 2.- Frein à disque selon la revendicatloL 1, caractérisé en ce que l'organe précité de rattrapage de jeu B comprend des billes 14 lesquelles-sont comprimées entre un manchon cylindrique 8 de fixation orienté axialement et immobilisé par rapport. au carter 2 de la machine, et une bague 12 à piste coniQue, fixée à la carcasse 4 de l'électro-aimant. 3.- Frein à disque selon la revendication 2., caractérisé en ce que les alésages coniques des bagues 12 à piste conique ont leur plus grand diamètre du c8té du disque rotatif 9. 4.- Frein à disque selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la carcasse 4 de Itelectro- aimant est suspendue par des boulons 7 à orientaticn ailale, rigidement vissés dans le carter de la machine, ou par iem Organes simN- laires, à l'aide de l'organe de rattrapage précité 5.- Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque de frein le plus éloigné de la carcasse de I'électro-aimant, ainsi qu'un flasque 10 d'extrémité disposé axialement à l'extérieur de cette carcasse, sont montés à poste fixe par rapport au carter de la machine. 6.- Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un ressort de compression 20 entre la carcasse 4 de l'électro-aimant et l'armature. 7.- Frein à disque selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un ressort de compression entre le flasque d'extrémité 10 et la carcasse 4 de 11 électro-aimant. 8.- Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le toc d'entranement 16 précité est pourvu dtune vis de rattrapage 26 qui sert à déterminer la position axiale dans laquelle se produit le désaccouplement de l'organe de rattrapage B. 9.- Frein à disque selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des butées 24, 25 sont prévues entre les disques non rotatifs du frein pour interrompre le rattrapage automatique lorsque l'usure des organes de freinage proprement dits 15 du frein a atteint une limite déterminée.