Brevet FR2466671A1 — publié le 19810410

L'invention se rapporte aux freins électro- magnétiques et plus particulièrement aux cages utilisées pour les freins de ce type. Dans l'art antérieur, les cages de freins électromagnétiques ont été usinées dans des tronçons de tube rigides à des tolérances très étroites. Ces concepts ont virtuellement éliminé toute possibilité d'ajustement radial. Donc, l'interchangeabilité des pièces a été très limitée. De plus, en cas d'usure du rotor à frottement et des éléments de disque correspondants, la remise à neuf et/ou le remplacement concernaient la totalité du système de freinage, y compris le groupe de l'électro-aimant qui n'est pas en lui-même sujet à usure. La cage selon l'invention a une forme de ressort tubulaire en C dont les extrémités voisines délimitent une fente orientée dans la direction de l'axe et permettant l'expansion et la contraction de la cage de manière à lui conférer une souplesse dimensionnelle diamétralement. Ainsi, la cage offre par elle-même une possibilité de réglage automatique lui permettant d'être fixée de manière satisfai- sante à la carcasse de l'électro-aimant en pouvant compenser d'importantes différences de tolérance radiale. Une première série de lumières réalisées dans la cage permet à au moins un disque de friction logé dans cette dernière d'exécuter un déplacement axial limité tout en lui interdisant tout mouvement angulaire dans cette cage. Une seconde série de lumières permet le réglage d'un entrefer d'électro-aimant à l'intérieur du frein et permet aussi de fixer la cage sur la carcasse de l'électro-aimant. La cage ajourée permet la fabrication d'un sous-groupe remplaçable à bon marché du frein électromagnétique et elle élimine la nécessité de remplacer et/ou de remettre à neuf la totalité du système de. freinage, y compris les parties qui ne s'usent pas, telles que l'électro-aimant et le ressort. L'invention va être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est une élévation avec coupe axiale partielle d'un frein électromagnétique équipé de la cage selon l'invention; - la figure 2 est une vue en plan de la cage avant sa mise en forme d'élément tubulaire en C; et - la figure 3 est une élévation de la cage de la figure 2 à la fin de sa mise en forme d'élément tubulaire. La figure 1 représente un frein électromagné- tique 10. Le frein comprend un groupe 20 à électro-aimant et un sousgroupe 30 comportant la cage et fixé par des vis 31 au groupe de l'électro-aimant. Le groupe de l'électro-aimant se compose d'une carcasse 22, d'une bobine annulaire 24 d'électro-aimant logée à l'intérieur de la carcasse et d'un ressort à boudin 26 logé dans un alésage 28 de la carcasse 22. Le sous-groupe 30 comprend une cage extérieure 32 ayant la forme d'un ressort tubulaire en C qui lui confère une souplesse dimensionnelle diamétralement qui est nécessaire pour compenser les différences de tolérance de diamètre de la carcasse 22 de l'électro-aimant. Ainsi, les extrémités voisines du C délimitent une fente 23 orientée dans la direction de l'axe et autorisant l'expansion et la contraction de la cage 32 pour sa fixation sur la carcasse 22. La cage loge deux disques de friction 34 et 36. Chacun de ceux-ci comporte plusieurs oreilles 38 et 40 qui font saillie dans une première série de lumières 42 orientées dans la direction de l'axe et réparties à la circonférence de la cage 32, de la manière représentée sur les figures 2 et 3. Les oreilles et les lumières coopèrent pour permettre aux disques 34 et 36 d'exécuter un déplacement axial limité à l'intérieur de cette cage 32 tout en leur interdisant tout déplacement angulaire dans cette dernière; ainsi, les.disques sont des éléments coulissants mais non rotatifs. Un rotor de friction 44 placé entre les disques est calé sur un moyeu 46 qui le supporte. Le moyeu 46 du rotor est claveté sur un arbre rotatif 80 et fixé en position réglée par une vis. Une plaque d'armature 48 transmet la force du ressort à boudin 26 au disque de friction 34 pour le faire glisser en l'écartant du groupe 20 de l'électro-aimant et en l'appliquant contre le rotor de friction lorsque la bobine 24 de l'électro-aimant cesse d'être alimentée en courant. Lorsque le frein est serré, un entrefer 50 (d'environ 100 à 175 Pm suivant un mode de réalisation avantageux) existe entre la plaque d'armature 48 et le groupe 20 de l'électro-aimant. Le mode de réalisation avantageux que représente la figure 1 est un frein du type dit "de sécurité" qui est actionné par le ressort 26 en cas de défaillance de l'alimentation en courant électrique de la bobine 24 de l'électro-aimant. Ainsi, le frein est desserré pendant que la bobine 24 est alimentée en courant et à ce moment, la plaque d'armature 48 est attirée contre le groupe 20 de l'électro- aimant, l'entrefer 50 étant alors fermé. Lorsque le frein est à cet état, les disques de friction 34 et 36 ainsi que le rotor 44 disposent de la liberté de se déplacer dans la direction de l'axe. Lorsque l'alimentation en courant de la bobine 24 cesse, le frein est serré. La plaque d'armature 48 est libérée-de l'électro-aimant et le ressort 26 la repousse dans la direction de l'axe contre le disque de friction 34 qui, de son côté, se déplace dans la même direction et s'applique contre le rotor de friction 44. Le rotor est serré entre les deux disques 34 et 36 qui en provoquent le freinage. Il convient de remarquer que le réglage de l'entrefer 50 représente un point important de l'aptitude au fonctionnement et de la vie utile du frein. Si l'entrefer est trop grand, le temps de réponse augmente par suite de la réduction des forces magnétiques d'attraction et en raison de l'allongement du déplacement axial des pièces. Si l'entrefer est trop faible, un frottement excessif hâte l'usure du frein. Comme le montrent les figures 2 et 3, les lumières 42 délimitent des butées 52 de retenue des disques de friction, les oreilles 40 du disque 36 étant bloquées contre ces butées lors du freinage du rotor. Les butées 52 limitent aussi le déplacement des disques de friction et du rotor dans la direction de l'axe et forment une surface extrême de portée axiale contre laquelle le ressort 26 exerce 2466671,I sa force sur les disques et le rotor pour le freinage. Ce mode de réalisation particulier comprend deux disques de friction dont chacun est disposé sur un côté du rotor. Les disques de friction comportant des oreilles 38 et 40 qui ressortent par les lumières 42, celles-ci forment des éléments permettant l'assemblage des disques et du rotor et leur retenue à l'intérieur de la cage. La cage ainsi réalisée et contenant exclusivement les éléments d'usure du frein peut être vendue en tant que telle sous forme de groupe indépendant pouvant être installé sur place. D'autres avantages sont sa facilité de fabrication, d'expédition et d'entreposage. Une seconde série de lumières 62 orientées dans la direction de l'axe (figure 2) facilite le réglage de l'entrefer à l'aide des vis 31 (figure 1), ces vis étant aussi utilisées pour fixer le sousgroupe 30 de la cage sur le groupe 20 de l'électro-aimant, comme mentionné précédem- ment. L'entrefer 50 se règle par glissement axial de la cage 32 par rapport au groupe 20 de l'électro-aimant pour effectuer le réglage convenable. La cage est fixée en place par serrage des vis 31 qui passent dans les lumières 62 et pénètrent dans la carcasse 22. Dans le mode de réalisation avantageux qui est représenté, les lumières 62 sont disposées dans le prolongement et sont voisines des lumières 42 afin de faciliter la fabrication. Il faut que les lumières 62 soient plus larges (dans la direction de la circonférence) que le diamètre de la tige des vis 31 de manière à autoriser l'expansion et la contraction de la cage 32 en C qui sont nécessaires pour lui permettre de s'ajuster sur une carcasse particulière 22. Par ailleurs, des rondelles 33 sont utilisées pour empêcher les vis 31 de se desserrer sous l'effet des vibrations. Finalement, suivant un mode de réalisation avantageux, une encoche 63 (figure 2) de la cage 32 permet de faire sortir les fils électriques 65 (figure 1) qui sont connectés à la bobine 24 de l'électro-aimant. 2466671t REVENDICATIONS 1. Frein électromagnétique, caractérisé en ce qu'il comprend une cage élastique tubulaire en C (32) destinée à loger au moins deux disques de friction (34, 36) et au moins un rotor de friction (44), ladite cage comportant des éléments (44) autorisant un déplacement limité des disques de friction (34, 36) dans la direction de l'axe dans cette cage tout en interdisant tout déplacement angulaire de ces disques dans la cage. 2. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la cage comprend par ailleurs des éléments (62) de réglage d'un entrefer (50) d'électro- aimant à l'intérieur du frein ainsi que des éléments de fixation de cette cage à une carcasse d'électro-aimant. 3. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que lesdits éléments de la cage destinés à autoriser un déplacement limité des disques de friction (34, 36) dans la direction de l'axe à l'intérieur de la cage tout en interdisant leur déplacement angulaire consistent en une première série de lumières (42) orientées dans la direction de l'axe et réparties à la circonférence de la cage (32). 4. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce que lesdits éléments de la cage destinés au réglage de l'entrefer d'électro-aimant à l'intérieur dudit frein et lesdits éléments de fixation de cette cage sur la carcasse d'électroaimant consistent en une seconde série de lumières (62) orientées dans la direction de l'axe et réparties à la circonférence de la cage (32). 5. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que la première série de lumières (42) de la cage orientées dans la direction de l'axe est disposée dans le prolongement et au voisinage de chacune des lumières (62) de ladite seconde série qui sont orientées dans la direction de l'axe. 6. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que chacune des lumières (42) de la première série qui sont orientées dans la direction de l'axe 2466671 J comporte une butée (52) de retenue des disques de friction (34, 36). 7. Frein électromagnétique, caractérisé en ce qu'il comprend: (a) un groupe (20) à électro-aimant comprenant une carcasse (22), (b) une cage (32) logeant au moins deux disques de friction (34, 36) et au moins un rotor de friction (44), ladite cage (32> comportant des éléments (62) destinés à sa fixation sur ladite carcasse (22) de manière à lui interdire de tourner, cette carcasse comportant par ailleurs des éléments (52) destinés à autoriser un déplacement limité desdits disques de friction (34, 36) dans la direction de l'axe à l'intérieur de cette cage, ces éléments interdisant par ailleurs tout déplacement angulaire de ces disques dans la cage. 8. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que lesdits éléments destinés à autoriser un déplacement limité desdits disques de friction dans la direction de l'axe à l'intérieur de ladite cage et destinés à en interdire tout déplacement angulaire consistent en une première série de lumières (42) orientées dans la direction de l'axe et réparties à la circonférence de ladite cage, ces lumières comportant des butées (52) de retenue des disques de friction. 9. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que-lesdits disques de friction (34, 36) comportent des oreilles (38, 40) disposées à leur circonférence et faisant saillie dans lesdites lumières (42) de ladite cage (32), ces lumières n'autorisant que des dépla- cements des disques dans la direction de l'axe entre ledit rotor (44) et lesdites butées (52). 10. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 9, caractérisé en ce que ladite cage (32) comprend par ailleurs des éléments (62) permettant le réglage d'un entrefer (50) d'électro-aimant à l'intérieur du frein. 11. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 10, caractérisé en ce que lesdits éléments de réglage de l'entrefer (50) d'électro-aimant à l'intérieur du frein et lesdits éléments de fixation de ladite cage (32) sur la carcasse (22) de l'électro-aimant de manière à lui interdire de tourner consistent en une seconde série de lumières (62) orientées dans la direction de l'axe. 12. Frein électromagnétique selon la revendica- tion 11, caractérisé en ce que chacune des lumières (42) orientées dans la direction de l'axe et faisant partie de la première série est disposée à l'alignement et au voisinage de l'une des lumières (62) orientées dans la direction de l'axe et faisant partie de la seconde série, ladite cage (32) consistant en un élément élastique tubulaire en C.