Brevet FR2458714A1 — publié le 19810102

La présente invention con.erne d'une manière générale les freins à commande électromagnétique à usage industriel, du type de ceux mis en oeuvre par exemple sur certains ponts roulants, sur certains treuils, treuils de grue notamment, et sur certains convoyeurs ou transporteurs. Elle vise plus particulièrement ceux de ces freins qui interviennent en complément d'autres freins, ou freins de travail,ayant à charge d'assurer en service, au moins pour l'essentiel, le ralen- tissement de la charge concernée. I1 peut s'agir par exemple des freins, dits freins de réserve, qui viennent en supplément de freins de travail ayant à charge d' assurer non seulement le ralentissement de la charge concernée, mais encore l'jarret de celle-ci, et qui ne doivent donc intervenir, à titre de sécurité, qu'après l'arrêt complet de cette charge. Le dispositif d'alimentation mis en oeuvre pour l'alimentation d'un tel frein de réserve comporte usuellement, à partir d'unesotr- ce de courant alternatif, et il s'agit en pratique du secteur local du réseau général de distribution électrique, un ensemble d'alimentation à redresseur aux bornes de sortie duquel se trouve relié en.permanence l'électro-aimant de comman.de de ce frein. On provoque donc l'intervention d'un tel frein en 'coupant son alimentation, des moyens élastiques d'application., alors libérée assurant cette intervention. En pratique, pour éviter que l'action d'un frein. de réserve risque de s'ajouter intempestivement à celle du frein de travail auquel il est associé, son dispositif d'alimentation est usuellement à effet retardé : à l'entrée en action du frein de travail, une temporisation, que comporte à cet effet ce dispositif d'ali mentation,, maintient sous tension l'électro-aimant du frein. de réserve pen.dant un temps suffisant pour que, sous les effets du frein de travail, la charge concernée soit totalement arrêtée. Mais une telle temporisation nécessite à ce jour, pour son in tervention, du courant. I1 en résulte que, en cas de panne sur le secteur, cette temporisation. n'intervient pas. par suite le frein de travail et le frein. de réserve entrent alors en. action. simultanément parfois m8me brutalement, ce qui ne manque pas de provoquer une fatigue mécanique importante, voire excessive, pour les organes con.cernés, et ce qui peut en. outre brie à l'origine d'incidents, notamment dans le cas de grue, dont le basculement peut, au moins dans certains cas, etre à craindre. La présente invention. a d'une manière générale pour objet un dispositif d'alimentation à effet retardé pour frein à comman.de électromagnétique, en particulier frein de réserve, permettant d' éviter ces inconvénients, Ce dispositif d'alimentation. à effet retardé, qui est du gen.re comportant, à partir d'une source de courant alternatif, le secteur local d'un. réseau de distribution électrique par exemple un ensemble d'alimentation à redresseur aux bornes de sortie duquel se trouve relié en permanence l'électro-aimant de commande d'un tel frein, est caractérisé en ce que, en combinaison, le circuit magnétique du frein concerné étant fortement rémanent, d'un.e part il comprend un condensateur, auquel sont associés, sous le contrOle de contacts inverseurs pilotés par un relais alimenté par ladite source, un circuit de charge, branché sur lesdites bornes de sortie, et un circuit de décharge, incluant ledit électro-aimant, et, d'autre part, sur ledit circuit de décharge est interposé un contact interrupteur, qui est piloté en ouverture par ledit relais, et qui est retardé à la fermeture. Pour souligner l'originalité d'un tel dispositif, il faut tout d'abord rappeler que la rémanence du circuit magnétique d'un frein à commande électromagnétique est usuellement considérée comme nuisible, et que, pour l'éliminer, il est usuel de réaliser en fer doux un tel circuit magnétique. Prenant la contrepartie d'une telle attitude, il est au contraire proposé, suivan.t l'invention, de mettre en oeuvre, pour le frein de réserve concerné, un circuit magnétique fortemant rémanent, soit qu'un tel circuit magnétique soit réalisé en acier à forte teneur en carbone, soit qu'il lui soit incorporé des aimants permanents. Dans l'un et l'autre cas, la rémanence de ce circuit magnétique doit, suivant l'invention, étre capable de maintenir hors service, au moins pendant un certain temps, le frein de réserve concerné en cas de coupure de courant. Une telle rémanen.ce pourrait donc suffire à elle seule à l'ob- tention du résultat recherché, qui est de retarder, à une coupure de couran.t, l'entrée en action du frein de réserve concerné. Mais, à elle seule, une telle rémanence ne permettrait quedif- facilement de régler de façon suffisamment précise le retard à 1' intervention qu'elle assure pour le frein. de réserve ; en. outre, elle ne permet pas à elle seule un réglage du couple de freinage assuré par ce frein de réserve sans incidence systématique sur le retard à l'intervention de celui-ci ; enfin elle est inévitablement sen.sible à l'intervention d'éléments extérieurs, tels que souillures diverses dans l'entrefer de l'électro-aimant con.cerné, de nature à en faire varier l'intensité. I1 est donc proposé, suivant l'invention, d'en contrôler l'intervention en. lui opposant un condensateur sur le circuit de décharge ge duquel est interposé un. contact interrupteur retardé à la fermeture. Pour apprécier l'originalité de cette disposition., il faut enfin. souligner que, s'il est déjà connu d'éliminer une rémanence par en.voi d'un courant inverse par un condensateur, l'intervention d'un tel condensateur, dans les dispositifs correspondants, est usuellement à effet immédiat. Suivant l'invention c'est la combinaison d'un tel condensateur et- d'un contact interrupteur retardé à la fermeture sur le circuit de décharge de celui-ci qui permet d'obtenir le résultat recherché: le condensateur permet un meilleur contrôle des effets de la rémanence mise en oeuvre, et, notamment, un réglage précis du couple de frein.age du frein de réserve concerné, sans incidence Sur le retard d'intervention de celui-ci, et le contact interrupteur retardé à la fermeture permet un réglage précis de ce retard. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels la figure 1 est un bloc diagramme d'un dispositif d'alimentation à effet retardé suivant l'invention la figure 2 est un bloc diagramme illustrant l'application de l'invention à la commande d'un frein de réserve la figure 3 est un bloc diagramme analogue à celui de la figure 2 pour l'application de l'invention à la commande d'un frein de complément. D'une manière générale, et tel que schématisé à la figure l,le dispositif d'alimentation à effet retardé 10 suivant l'invention, qui est destiné à l'alimentation. d'un électro-aimant de commande il propre à la commande d'un quelcon.que frein électromagnétique,com- porte, à partir d'une source de courant alternatif 12, le secteur local d'un réseau de distribution électrique dans l'exemple de mise en oeuvre illustré, un ensemble d'alimentation à redresseur 13 aux bornes de sortie 14 duquel ledit électro-aimant de commande 11 est relié en permanence ; outre un redresseur, l'ensemble d'alimenta- tion 13 comporte de préférence, de manière usuelle des-moyens propres à automatiquement réduire le courant débité en régime de maintien, pour un fonctionnement économique du frein concerné.Un tel ensemble d'alimentation à régime économique automatique est bien connu en lui-meme, et, ne faisant pas partie de l'invention, il ne sera pas décrit plus en détail ici. Le frein à commande électromagnétique concerné aussi est de type connu en soi, et, ne faisant pas partie de la présente invention, il ne sera pas non plus décrit en détail ici. I1 suffira, pour ce qui suit, de préciser qu'il s'agit d'un frein du genre dit à commande par manque de courant : lorsque son électro-aimant de commande est sous tension, ce frein est desserré; par contre, lorsque l'alimentation de son électro-aimant de commn- de se trouve interrompue il est serré, des moyens élastiques d'application, alors libérés, provoquant le serrage recherché. Suivant l'invention cependant, le cirouit magnétique de ce frein est, par principe, fortement rémanent. De manière usuelle, entre la source de courant alternatif 12 et l'ensemble d'alimentation 13 se trouvent interposés des contas vnterrupteurs 15 commandés par la bobine d'un relais général 16. Suivant l'invention, le dispositif d'alimentation 10 comprend un condensateur 17 auquel sont associés, sous le contrôle de contacts inverseurs 18A, 18B, d'une part un circuit de charge 19, branché aux bornes 14 de l'ensemble d'alimentation 13, et d'autre part un circuit de décharge 20 incluant l'électro-aimant 11. Conjointement, suivant l'invention, sur le circuit de décharge 20 du condensateur 17 est interposé un contact interrupteur 18C retardé à la fermeture. Dans l'exemple de mise en oeuvre représenté, et tel que schématisé par un trait interrompu 21 à la figure 1, les contacts 13N, 18B, 18C sont conjointement pilotés par un relais particulier 22, branché aux bornes de la source de courant alternatif 12, en aval des contacts interrupteurs 15 ; mais, en variante, et tel que sche matisé en pointillés 23, ils pourraient, comme ces contacts interrupteurs 15, etre conjointement pilotés par le relais général 16. Par ailleurs, dans l'exemple de réalisation représenté, le circuit de charge 19 du condensateur 17 qui inclut le contact in verseur 18B, comporte une diode d'orientation 24 et une résistance de limitation de courant 25 ; de même, le circuit de décharge 20, qui inclut le contact inverseur 18A, comporte une résistance de limitation de courant 26. Lorsque, tel que représenté, le relais 22 n'est pas sous tension, les contacts 18A, 18B, 18C, pilotés par celui-ci occupent la position indiquée : le contact inverseur 18A et le contact interrupteur 18C sont en position de fermeture, tandis que le contact inverseur 18B est en position d'ouverture. Lorsque l'installation concernée est mise en service, le relais général 16 est mis sous tension par le bouton-poussoir 28 qui le pilote. Par les contacts interrupteurs 15 commandés par ce relais général 16, le relais 22 est alors lui-même sous tension. Par suite, le contact inverseur 18A et le contact interrupteur 18C -passent alors en. position d'ouverture, tandis que le contact interrupteur 18B passe en position de fermeture. Par ce contact inverseur 18B, le circuit de charge 19 du condensateur 17 se trouve fermé, en sorte que, à travers la diode 24 et la résistance 25, ce condensateur 17 se trouve en charge, et ain.si maintenu en charge. Con.jointement, l'électro-aimant 11 se trouve sous tension, et le frein. concerné se trouve donc desserré. Si la source de courant alternatif 12 vient à être l'o- jet d'une panne, l'alimentation de l'électro-aimant 11 se trouve interrompue, Cependant, suivant l'invention, et en raison de la réma nen.ce que présente dans ce but le circuit magnétique du frein concerné, celui-ci reste momentanément desserre. Cette situation se perpétue jusqu'à ce que le contact interrupteur 18C, préalablement en position. d'ouverture, retombe en position de fermeture. En effet, conjointement avec l'interruption d'alimentation de I'électro-aiant 11, l'alimentation du relais 22 s'est trouvée interrompue. I1 en est résulté le retour du contact inverseur 18B en position d'ouverture, ce qui a isolé le-condensateur 17 de l'ensemble d'alimentation 13 en ouvrant le circuit de charge 19 de ce condensateur, et le retour en position. de fermeture du contact inverseur 18A, ce qui a fermé, à ce niveau, le circuit de décharge 20 dudit condensateur. Mais, ce circuit de décharge 20, qui comprend également le contact interrupteur 18C, est demeuré momentanément ouvert au niveau de ce dernier, du fait que ce contact interrupteur 18C est un contact interrupteur retardé à la fermeture. Au bout d'un temps déterminé, réglable par construction de manière connue en soi, le contact interrupteur 18C retombe en position. de fermeture. Le circuit de décharge 20 du condensateur 17 se trouve alors fermé, à travers la résistance 25, le contact interrupteur 18C, l'électro-aimant 11, et le contact inverseur 18A. En raison du courant inverse que débite ainsi le condensateur 17 à travers I'électro-aiciant 11, les effets de la rémanence du circuit magnétique du frein concerné se trouvent alors immédiatement annulés, et ce frein. est dès lors admis à passer en position de serrage. Le contact interrupteur 18C permet de régler à la valeur désirée le retard à l'intervention qu'il présente ainsi à compter d'un.e panne de la source de courant alternatif 12, et le condensateur 17, convenablement choisi à cet effet, permet un meilleur contrôle des effets de la réman.en.ce mise en oeuvre, et, notamment un réglage du couple de freinage, sans incidence sur le retard à l'intervention choisi. Le frein auquel est applicZLzé -un dispositif d'alimentation. à effet retardé suivant l'invention peut par exemple, tel qu'in tré à la figure 2, con.stituer un frein de réserve 30 associé,pour le serrage par exemple d'un même disque 31, à un frein normal de travail 32 apte à assurer à lui seul un tel frein.age, jusqu'à 1' arrêt. Le dispositif d'alimentation 33 d'un tel frein de travail 32 est un dispositif classique, sans temporisation. Un tel dispositif ne fait pas partie de la présente in.ven- tion et ne sera donc pas décrit en. détail ici. Mais, en variante, figure 3, le frein 30 peut constituer un frein de complément, dont il est souhaitable que l'intervention, vis-à-vis d'un frein normal de travail 32, soit, ou non., suivant les circonstan.ces, retardée. Cette situation se présente par exemple dans l'équipement d'engins travaillant à l'extérieur et soumis au vent : suivant que le vent est entrainant ou freinant pour de tels engin.s, la décélération de ceux-ci peut etre l'objet de fortes variations. Suivant l'invention le dispositif d'alimentation à effet retardé 10 alimente le frein 30 sous le controle d'une porte 34 pilotée par un capteur 35, en parallèle vis-à-vis du dispositif d'alimentation classique 33 usuellement associé au frein de travail 32. Dans l'exemple d'application mentionné ci-dessus, le capteur 35 est sensible au sen.s du vent et la porte 34 est interposée sur une dérivation établie aux bornes du contact interrupteur retardé à la fermeture 18C : si le vent est entrainant, le contact interrupteur 18C est court-circuité et la mise en service du frein de réserve 30 est immédiate ; si le vent est freinant, ou s'il n'y a pas de vent, le contact interrupteur 18C intervient, et la mise en service du frein de réserve s'en trouve retardé. En pratique, un seul ordre de freinage est donné pour le frein de travail 32 et le frein de complément 30. En cas de vent entrainant, le frein de complément 30 entre en action simultanément avec le frein de travail 32. Par contre, en cas de vent freinant ou en absence de vent, 1' entrée en. action du frein de complément 30 se trouve retardée visà-vis de celle du frein de travail 32 et peut par exemple n'intervenir qu'après arrêt du disque 31 concerné. Une telle installation à frein de travail et frein de complément peut également etre avantageusement mise en. oeuvre sur certains engins qui, tels les ponts roulants par exemple, présentent une portée notable, pour éviter, par la commande différentielle qu'elle autorise, une mise en biais intempestive de tels en.gins lors de leur freinage. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de mise en oeuvre décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. Son domaine d'application. ne se limite pas non plus à ceux plus précisément envisagés ci-dessus à titre d'exemple, mais s'étend à toutes les in.stallations comportant au moin.s deux frein.s à commande électromagnétique dont un. seul constitue un. frein n.ormal de travail. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alimentation à effet retardé pour frein à commande électromagnétique, en particulier frein de réserve ou frein de complément par exemple, du genre comportant, à partir d'une source de courant alternatif, le secteur local d'un réseau de distribution électrique par exemple, un en.semble d'alimentation à redresseur aux bornes de sortie duquel se trouve relié en. permanence l'électro-aimant de commande d'un tel frein, caractérisé en ce que, en combinaison, le circuit magnétique du frein concerné étant fortement rémanent, d'un.e part il comprend un condensateur auquel sont associés, sous le contrôle de contacts inverseurs pilotés par un relais alimenté par ladite source, un circuit de charge, branché auxdites bornes de sortie et un circuit de décharge, incluant ledit électro-aiman.t, et d'autre part, sur ledit circuit de déchar- ge est interposé un contact interrupteur, qui est piloté en ouverture par ledit relais, et qui est retardé à la fermeture. 2. Dispositif d'alimentation à effet retardé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est sous le contrôle d'une porte pilotée par un quelconque capteur. 3. Dispositif d'alimentation à effet retardé suivant la revendication 2 caractérisé en. ce que la porte est interposée sur une dérivation établie aux bornes du contact interrupteur retardé à la fermeture.