Brevet FR2452637A1 — publié le 19801024

La présente invention a essentiellement pour objet un dispositif mécanique formant frein à friction automatique de sûreté, couplé directement sur un arbre d'entralnement. On connait déjà un dispositif formant frein à friction automatique de sûreté qui comprend un système d'entrarnement ou de déplacement d'un élément à entraîner ou à déplacer et un frein arrêtant et immobilisant ledit élément en l'absence d'une force motrice exercée sur le système d'entrainementO Cependant, avec un tel dispositif connu, il est difficile d'obtenir un freinage automatique et sûr de l'élément dès qu'on n'exercée plus une force motrice sur le système d'entrai- nement. En outre, il peut être difficile de débuter I'entraî- nement de l'élément lorsque le frein est serré après un arrêt momentané de l'action de la force motrice, ce qui constitue un inconvénient important. La présente invention a donc pour but de fournir une solution qui permette d'obtenir un freinage automatique et sûr de l'élément à entralner ou à déplacer dès lors que cesse l'effort d'entratnement et de supprimer ce freinage aussi tôt que l'effort moteur entre en action. De préférence, cette solution doit être de conception simple. Cette solution consiste selon la présente invention en un dispositif formant frein à friction automatique de sûreté, du type précédemment décrit, et caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de desserrage dudit frein actionnés par le système d'entraînement en début d'entraînement de celui-ci pendant un temps mort au cours duquel l'élément n'est pas entraîné. Ce dispositif peut être utilisé dans de multiples applications et l'on peut citer entre autres - la translation d'éléments mobiles sur plan horizontal ou incliné, - le levage de charges verticales, Egalement,ce dispositif présente les avantages suivants - la possibilité de freinage et d'immobilisation mécanique d'un élément mobile à tout instant et en n'importe quelle position, - le contrôle de la vitesse de translation ou de levage d'un élément dès lors que ledit élément acquièrt par accélération une vitesse supérieure à celle de l'organe moteur, Outre les avantages mentionnés ci-dessus, ce dispositif présente d'autres avantages intéressants parmi lesquels on peut citer - l'irréversibilité d'action du système d'entratnement, à savoir que l'organe mené ne peut pas entraîner l'organe- moteur, - la réversibilité de manoeuvre, à savoir que le système fonctionne indifféremment dans les deux sens de rotation de l'arbre d'entratnement (ou à entraSner)O D'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention apparaitront plus clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés représentant un mode de réalisation actuellement préféré d'un dispositif selon la présente invention, donné à titre d'exemple.Dans les dessins - la figure 1 est une vue en élévation en coupe axiale du dispositif formant frein selon l'invention; - la figure 2 est une vue partielle, avec arrachement, suivant la flèche II de la figure 1, et limitée au système de manivelle et de frein en position bloquée de ce dernier; - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 représentant le frein en position débloquée en début d'entraînement de l'élément à entraîner et à la fin de la période de temps mort au cours de laquelle l'élément n'est pas entrat- né; - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV IV de la figure 2; - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V V de la figure 2. En référence à la figure 1, un dispositif formant frein à friction automatique de sûreté, selon l'invention, comprend un système d'entraSnement 1 ou de déplacement d'un élément à entraîner 2 ou à déplacer et un frein 3 arrêtant et immobilisant l'élément 2 en l'absence d'une force motrice exercée sur le système d'entraSnement lo Ce dispositif comprend des moyens de desserrage 4 du frein 3 actionnés par le système d'entraînement 1 en début d'entraînement de celui-ci pendant un temps mort au cours duquel l'élément 2 n'est pas entraîné0 Avantageusement, le système d'entraînement 1 comprend d'une part au moins une surface de freinage fixe 5 et d'autre part au moins une surface de freinage mobile 6 solidaire de l'élément 2 en étant conjuguée de la surface de freinage fixe 58 L'une (6) des surfaces de freinage 5, 6 est susceptible d'être serrée contre l'autre surface de freinage (5) par des moyens de rappel élastiques 7 tels qu'au moins un ressorte De préférence, ce dispositif est prévu pour élément 2 rotatif qui comporte au moins une partie formant arbre mené 8 (par exemple, pourvue d'un engrenage 9 ou roue à chaîne) destiné à être entraîné par un manchon menant 100 Ce manchon 10 comporte le système d'entraînement (par exemple, une manivelle 12, comme représenté sur la figure 1). Dans ce cas, le manchon menant 10 est relié à l'arbre mené 8 par un dispositif d'accouplement à retard Il auquel sont associés les moyens de desserrage 4 constitués par un dispositif d'écartement axial de l'une (6) des surfaces de freinage par rapport à l'autre (5) pendant au moins une partie de la période de retard. Ce dispositif d'écartement axial est en outre asservi au mouvement de rotation du manchon menant 10ç En référence à la figure 2, le dispositif d'écartement des moyens de desserrage 4 est constitué par des moyens à came 13 solidaires du manchon menant 10. Ces moyens à came 13 coopèrent avec des moyens suiveurs de came 14 portés par la surface de freinage mobile 6 solidaire de l'arbre mené 8. Selon une caractéristique préférentielle représentée à la figure 2, le dispositif d'accouplement à retard Il solidaire du manchon menant 10 est constitué par une butée 15 solidaire de chaque came 13 précitée et forme une butée de fin de course pour le moyen formant suiveur de came associé 14. La longueur de profil actif de la came 13 correspond à une course de rotation inactive du manchon menant 10, comme on le voit bien à la figure 3 Selon une autre caractéristique de ce dispositif, le dispositif d'accouplement à retard Il est constitué par le manchon menant 10 emmanché de préférence avec ajustement tournant librement sur l'extrémité voisine 16 de l'arbre mené 8 par exemple par l'intermédiaire d'un roulement à billes 18o Et, la surface de freinage desserrable est la surface de freinage mobile 6 qui est constituée par un plateau 17 solidaire en rotation de l'arbre mené 8 et déplaçable en translation axiale par rapport à celui-ci. L'arbre mené 8 comporte au moins une clavette radiale 19 pénétrant avec jeu dans un évidement circonférentiel 20 du manchon 10, comme on le voit bien à la figure 4. La longueur circonférentielle de 11 évidement 20 détermine la durée de la période de retard précitée tandis que le bord extrême 22 du manchon 10 (voir figures 2, 3 et 5), en regard du plateau 17, est pourvu d'au moins une encoche 23, par exemple quatre encoches symétriques 23, 24, 25, 26 comme représenté à la figure 5, en forme de diède rentrant dans laquelle s'engage une partie l'une bille 27, 28, 29, 30, respectivement, logée en permanence par sa partie diamétralement opposée dans un creux correspondant, tel que 31, du plateau 17 de façon à dépasser de celui-ci en saillie du côté du manchon 10. Les moyens formant came 13 sont ainsi constitués par les côtés inclinés respectifs de chaque encoche 23, 24, 25, 26. On doit noter que la longueur circonférentielle de l'évidement 20 précité est de préférence prévue pour obtenir une position limite de chaque bille 27, 28, 29, 30 sur un des cotés inclinés de chaque encoche 23, 24, 25, 26, respectivement, située en deça du bord extrême 22 du manchon 10. En d'autres termes, la longueur circonférentielle de l'évide- ment 20 est calculée de telle manière que les billes 27, 28, 29, 30 se trouvent toujours sur les cotés inclinés des encoches 23, 24, 25, 26 sans jamais atteindre le bord extrême 22 du manchon 10. Comme on peut le voir à la figure 1, le plateau 17 est avantageusement monté par clavetage coulissant 32 sur l'arbre mené 8 tandis que le ressort de rappel 7 est un ressort hélicoïdal entourant le plateau 17 et interposé entre celui-ci et une butée 33 prévue sur l'arbre mené 8. Le fonctionnement du dispositif ci-dessus décrit est le suivant, en référence aux figures 2 et 3 En exerçant une force motrice sur la manivelle 12, par exemple dans le sens de rotation A mentionné aux figures 2 et 3, on entraîne le manchon menant 10 dans le même sens. Lors de cette première rotation qui constitue une course de rotation inactive du manchon menant 10, l'arbre mené 8 n'est pas entraîné à cause du jeu formé par l'évidement 20 entre le manchon 10 et la clavette 19 de l'arbre mené 8. Au cours de cette rotation inactive, chaque bille 27, 28, 29, 30 suit les côtés inclinés respectifs de son encoche associée 23, 24, 25, -26, respectivement, ce qui a pour effet de déplacer en translation axiale, dans le sens de la flèche B correspondant au sens de desserrage du frein, le plateau de freinage 17. Comme décrit précédemment, le plateau de freinage 17 est complètement desserré lorsque le manchon 10 vient en butée sur la clavette 19 de l'arbre mené 8 en se bloquant contre la butée 15 de l'évidement 20, la longueur circonférentielle de l'évidement 20 ayant été prévue, comme précédemment décrit, pour que le blocage en butée 15 du manchon 10 contre la clavette-19 coïncide avec la fin de course des moyens suiveurs de came 14. En poursuivant une rotation du manchon menant 10 dans le sens de la flèche A, l'arbre mené 8 est alors entraîné. En outre, dès qu'on n'exerce plus de force motrice sur la manivelle 12, les billes 27, 28, 29, 30 se trouvant sur les côtés inclinés des encoches 23, 24, 25, 26, les moyens de rappel élastique 7 ramènent immédiatement le plateau de freinage 17 contre la surface de freinage fixe 5, c'est-à-dire, dans la position de départ indiquée à la figure 2. Le frein est alors automatiquement serré. On doit noter que chaque bille, telle que la bille 27, est disposée avec un certain jeu résiduel entre chaque encoche associée, telle que 23, du manchon 10 et le creux correspondant, tel que 31 dans lequel elle est logée en permanence, afin de permettre la rotation de chaque bille dans chaque encoche, et donc un fonctionnement correct du frein. Et, dans l'éventualité d'une usure du frein, la diminution de l'épaisseur du plateau de freinage 17 fait que, sous l'action du ressort de rappel 7, le plateau de freinage 17 se déplace en direction du manchon menant 10, ce qui a pour effet de réduire ou, à la limite, de supprimer ce jeu entre les billes et leurs encoches associées, en provoquant ainsi un desserrage problèmatique du frein. Afin d'éviter ce problème, on prévoit un système 34 de rattrapage de jeu, monté sur l'extrémité 16 de l'arbre mené 8, permettant de déplacer axialement le manchon menant 10 dans le sens opposé au plateau de freinage 17 afin de recréer le léger jeu initial entre les billes 27, 28, 29, 30 et les encoches 23, 24, 25, 26 associées du manchon menant 10. De préférence, ce système de rattrapage de jeu est constitué par un écrou de réglage 35 monté sur l'arbre mené 8 et qui permet, par simple dévissage, au manchon menant 10 de se déplacer dans le sens opposé au plateau de freinage 17 sous l'action de ce plateau de freinage 17. Avantageusement, on peut prévoir une rondelle d'arrêt 36 maintenant en position 1 1écrou de réglage 35 après chaque nouveau réglage et une entretoise 37. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a 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 o - - - 1e Dispositif formant frein à friction automatique de sûreté, comprenant un système d'entratnement ou de déplacement d'un élément à entraîner ou à déplacer et un frein arrêtant et immobilisant ledit élément en ltabsence d'une force motrice exercée sur ledit système d'entraînement, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend des moyens de desserrage dudit frein actionnés par le système d'entrat- nement en début d'entraînement de celui-ci pendant un temps mort au cours duquel l'élément n'est pas entraîné. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'entraînement précité comprend d'une part au moins une surface de freinage fixe et d'autre part au moins une surface de freinage mobile solidaire dudit élément en étant conjuguée de ladite surface de freinage fixe, l'une desdites surfaces de freinage étant susceptible d'être serrée contre l'autre surface de freinage par des moyens de rappel élastiques, tels qu'au moins un ressort. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, pour élément rotatif comportant au moins une partie formant arbre mené destiné à être entraîné par un manchon menant d'entraînement, caractérisé en ce que ledit manchon menant est relié audit arbre mené par un dispositif d'accouplement à retard auquel sont associés les moyens de desserrage précités, constitués par un dispositif d'écartement axial de l'une des surfaces de freinage précitées par rapport à l'autre, pendant au moins une partie de la période de retarda, ledit dispositif d'écartement étant asservi au mouvement de rotation dudit manchon menant. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif d'écartement est constitué par des moyens à came solidaires du manchon menant précité et coopérant avec des moyens suiveurs de came portés par la surface de freinage mobile solidaire de l'arbre mené0 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif d'accouplement est constitué par une butée solidaire de chaque came précitée et formant butée de fin de course pour le moyen formant suiveur de came associé, la longueur de profil actif de ladite came correspondant à une course de rotation inactive du manchon menant. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la surface de freinage desserrable est la surface de freinage mobile qui est constituée par un plateau solidaire en rotation de l'arbre mené et déplaçable en translation axiale par rapport à celui-ci, en ce que le dispositif d'accouplement à retard est constitué par le manchon menant emmanché de préférence avec ajustement tournant librement sur l'extrémité voisine de l'arbre mené, ledit arbre mené comportant au mainsune clavetté radiale pénétrant avec jeu dans un évidement circonférentiel dudit manchon, la longueur circonférentielle dudit évidement déterminant la durée de la période de retard précitée tandis que le bord extrême dudit manchon, en regard dudit plateau, est pourvu d'au moins une encoche en forme de dièdre rentrant dans laquelle s'engage une partie d'une bille logée en permanence par sa partie diamétralement opposée dans un creux correspondant du plateau de façon à dépasser de celui-ci en saillie du côté dudit manchon, les moyens formant came étant constitués par les côtés inclinés respectifs de ladite encoche. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la longueur circonférentielle de l'évidement précitée est prévue pour obtenir une position limite de la bille sur un des côtés inclinés de l'encoche située en deça du bord extrême du manchon précité. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le plateau précité est monté par clavetage coulissant sur l'arbre mené tandis que le ressort de rappel précité est un ressort hélicoïdal entourant le plateau et interposé entre celui-ci et une butée prévue sur ledit arbre mené. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque bille précitée est placée dans chaque encoche précitée avec un léger jeu initial, et en ce que ledit dispositif comprend un système de rattrapage dudit léger jeu initial, monté sur l'extrémité de l'arbre mené et permettant de déplacer axialement le manchon menant précité dans le sens opposé au plateau de freinage. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le système de rattrapage de jeu précité est constitué par un écrou de réglage monté sur l'arbre. mené, ainsi qu'avantageusement une rondelle d'arrêt maintenant en position l'écrou de réglage.