Brevet FR2492927A1 — publié le 19820430

DISPOSITIF DE FREINAGE A MASSELOTTES, NOTAMMENT POUR L'ENROULEMENTAUTOMATIQUE D'UN CABLE DE RACCORDEMENT. L'invention concerne un dispositif de freinage à mEsselottes, notamment pour l'enroulement automatique d'un câble de raccorde- ment d'un appareil électrique sur un tambour tournant dont le moyeu est monté sur une broche solidaire d'une embase et est freiné sur l'embase. Les dispositifs d'enroulement de ce genre (tambours de câble) servent à loger des câbles électriques dont l'utilisation est seulement temporaire et/ou nécessite des longueurs variables. Pour la plupart des applications, on s'efforce de limiter le plus possible l'encombre- ment du dispositif, en particulier lorsqu'il doit être installé dans des appareils électriques de toute sorte destinés aux travaux ménagers, tels que des aspirateurs de poussières, des appareils de cuisine, ou analogues. Le diamètre du tambour, conditionné par son utilisation, détermine l'encombrement minimal du dispositif dans le plan de rotation du tam- bour. Si les masselottes sont logées, ainsi qu'il est usuel, dans des cavités de la bordure de l'un des deux flasques du tambour, il faut que l'embase forme, par un anneau s'appliquant par dessus ce flasque, la surface de glissement destinée à ces masselottes (voir par exemple la demande de brevet allemand DE-OS 27 56 023). Cette structure, dont l'apparence est simple, a des inconvénients notables. Les masse- lottes ont un poids appréciable. L'embase avec l'anneau augmente inutilement les dimensions et, pour des réalisations classiques fai- sant appel à des pièces en matière plastique, l'embase néccesite un moule d'injection inutilement grand et donc coûteux. En outre, elle exige relativement beaucoup de main d'oeuvre puisque les masselottes séparées doivent être insérées manuellement dans les cavités et que, au cours de l'assemblage du tambour, elles tombent facilement à l'ex- térieur. Cependant, en tant qu'accessoires d'appareils électriques pour usage quotidien, de tels dispositifs d'enroulement destinés au grand public doivent _tre aussi peu coûteux que possible. Cela exige une structure aussi simple que possible quant à la forme et au montage. L'invention a donc pour but de fournir un frein à masselottes pour dispositifs d'enroulement bon marché du genre défini dans l'entrée en matière qui ne nécessite pas de volume supplémentaLire, qui soit simple à fabriquer et qui permette un assemblage semi-automatique ou entièrement automatique des parties du dispositif. Selon l'invention, qui se détourne de la conception classique d'un cercle de trajectoire aussi grand que possible pour les masselottes de freinage, ce problème est résolu par le fait que le dispositif de freinage à masselottes consiste en une roue de freinage qui est montée autour d'un tourillon de l'embase, latéral à la broche, qui tourne à l'intérieur d'un anneau de freinage et qui est entrainée par le tambour avec un grand rapport de vitesse. En fonction de la disposition et des dimensions, le rapport de vitesse peut être compris notamment entre 1/5 et 1/10. L'entraînement entre le tambour et la roue de freinage peut être sous forme de train à roues de friction ou à roues cylindri- ques dentées. Dans le premier cas, le moyeu de la roue de freinage coopère avec le moyeu du tambour ou avec un anneau de friction du flasque du tambour. Dans le dernier cas, le moyeu de la roue de freinage consiste en un pignon et coopère avec une couronne dentée du moyeu ou du flasque du tambour. On obtient le plus grand rapport de vitesse possible lorsque le tourillon de la roue de freinage est dis- posé à l'intérieur de l'anneau de friction ou de la couronne dentée. Etant donné que la force centriguge d'une masse est proportionnelle à l'expression r. - dans laquelle r est le rayon et O est la vitesse angulaire du mouve- ment circulaire, la disposition selon l'invention relative à une petite roue de friction, avantageuse par sa faible quantité de matière et son coût peu élevé, fournit un moment de freinage élevé qui augmente en fonction du carré du rapport de vitesse et qui est proportionnel à la vitesse de rotation du tambour. En partant de cela, on peut déter- miner une relation optimale entre le rapport de vitesse à choisir et les masselottes. Avantageusement, la roue de freinage comporte deux secteurs de masselotte qui forme une pièce unitaire avec son moyeu par l'in- termédiaire de profilés souples élastiques et qui s'appliquent à frotte- ment, sous l'effet de la force centrifuge, contre l'anneau de freinage de l'embase. Sans comporter de roue libre, exclue pour des raisons de prix de revient, le frein centrifuge d'un tambour de câble agit aussi bien dans le sens d'enroulement que dans le sens de déroulement du câble. Cette réalisation de la roue de freinage avec masselottes suspendues élasti- quement présente, relativement aux freins à masselottes séparées, 1 5 un comportement particulièrement avantageux en ce sens que le moment de freinage est notablement plus petit pour une direction de rotation que pour l'autre, à savoir pour la direction o les masselottes sont en quelque sorte "traînées ou remorquées". Pour la direction opposée, un certain foulage de la suspension renforce notablement la force d'application des masselottes et donc le couple de freinage. Pour un tambour de câble, on adopte une disposition telle que, selon la direc- tion de rotation de la roue de freinage qui coi respond au processus de déroulement, les masselottes de freinage de cette roue sont traf- nées. On décrit ci-après l'invention en référence à un exemple de réalisa- tion, dont le principe est d'assurer un rapport de vitesse aussi grand que possible en appliquant au frein un effort modéré, et aux dessins annexés correspondants, dans lesquels: - la Fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un tambour de câble avec roue de freinage; -la Fig. 2 montre une vue de face et une vue en coupe axiale d'une r o-u-e de freinage avec masselottes suspendues élastiquement; et est -la Fig. a/une vue de la face interne de l'embase qui est en regard du tambour. La vue en coupe axiale de la Fig. 1 montre une embase en L, 1, munie d'un pied coudé 1.1, l'ensemble desquels étant renforcé par plusieurs nervures 1.2 (voir Fig. 3). Dans l'embase 1 sont formés une broche creuse 2, destinée à recevoir le moyeu 3.2. d'un tambour 3, et un tourillon plein 4 destiné à recevoir une roue de freinage 5, ainsi qu'un anneau de freinage 6 situé à la périphérie de la roue. Le flasque 3.1 du tambour, situé à l'extérieur relativement à l'embase 1, présente un évidement formant une cavité dans laquelle est logé le res- sort d'enroulement 8 qui se tend lorsqu'on déroule le câble enroulé sur le tambour. Les deux fils conducteurs du câble sortent, vers le côté arrière ouvert de la broche 2 ou de l'embase 1, à travers un accouple- ment rotatif 9 composé par deux jeux de contacts glissants 10 disposés entre le moyeu 3.2 du tambour et la broche 2. Le moyeu de la roue de freinage 5, montée à rotation autour du tourilion 4, est conformé en un pignon 5.1 qui engrène avec une couronne à denture interne 11 formée sur le flasque arrière 3.3 du tambour. On voit que le rapport des rayons du pignon 5.1 et de la couronne dentée 11 détermine le rapport de vitesse entre le tambour 3 et la roue de frei- nage. La Fig. 2 montre la structure de la roue de freinage 5. Dans son moyeu, formant le pignon 5.1, sont prévus deux profilés radiaux rigi- des 5.2, diamétralement opposés, qui se prolongent par des profilés coudés élastiques 5.3 s'étendant le long de la périphérie de la roue et présentant chacun à son extrémité une masselotte 12. Ces masselottes sont comprises dans un secteur d'un angle au centre égal à 105 , à la surface radiale de la roue de freinage 5 jusqu'à son moyeu avec lequel elles n'ont toutefois aucune liaison. Par suite, lorsque la roue tourne rapidement, les masselottes tendent à se diriger vers l'extérieur sous la force centrifuge en écartant élastiquement les profilés coudés 5.3, c'està-dire le diamètre de la roue, déterminé par les masselottes, s'élargit. Par suite, les masselottes sont forcées à s'appliquer con- tre l'anneau de freinage 6. En référence au diagramme de ta Fig. 2 indiquant la force centrifu- ge P et la force de freinage 8R, on voit que dans le sens de rotation B, suivant lequel tourne la roue 5 lorsque le ressort d'enroulement 8 enroule le câble 7 sur le tambour 3, les profilés 5.3 subissent un effort de compression et fléchissent de sorte qu'il se produit un effet de serra- ge augmentant le freinage. Réciproquement, suivant le sens de rotation A, les profilés 5.3 s'étirent de sorte que l'action du freinage diminue. La Fig. 3 montre une réalisation de l'embase 1 selon laquelle cel- le-ci a une largeur quelque peu supérieure au diamètre de l'anneau de freinage 6 et ne nécessite qu'un petit moule d'injection. La quantité de matière en est d'autant plus réduite. On conçoit que l'embase peut aussi être notablement plus grande et constituer une partie d'un boitier enfer- mant le tambour 3. Pour le montage du dispositif d'enroulement, on embofte simplement les parties 1, 5 et 3 suivant la direction axiale de la broche 2. Comme montré à la Fig. 3 conjointement à la Fig. 1, le tambour 3.2 comporte une embouchure en forme de bague 3.4, dont la coopération avec six crochets d'arrêt 1.2 formés dans l'embase 1 empêche le retrait du tambour de la broche 2. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. Ainsi, le rapport de vitesse, qui est ici d'environ 1/8, peut aussi être choisi plus petit si la couronne dentée 11 est disposée sur le flasque 3. 3, entre le tourillon 4 et la broche 2 et engrène par l'intermédiaire d'une denture extérieure avec le pignon 5.1; le rapport de vitesse est alors d'environ 1/5. Selon une réalisation peu différente du moyeu 3.2 du tambour, la couronne dentée peut aussi être formée avec celui-ci ou être montée sur celui-ci. Enfin, on peut aussi utiliser des trains à roues de friction mais les pressions qui sont alors nécessaires à la transmission de la force conduisent à des efforts accrus dans les coussi- nets. La roue de freinage 5, avec tous ses éléments, peut être fabriquée en une seule pièce, par moulage par injection, en une matière synthétique résistante, par exemple celle désignée sous la marque "Macrolon". Le rapport des moments de freinage dans les deux sens de rotation A et B peut être influencé non seulement par la longueur et l'épaisseur des profilés 5.3 mais par la forme donnée à la surface extérieure des masselottes 12; il faut toutefois éviter un blocage du frein lorsqu'on enroule le câble 7 suivant la direction B. On notera qu'entrent également dans le domaine de l'invention des tambours de câbles ou analogues tels que décrits non seulement ci- dessus, mais également toutes les applications pour lesquelles la vi- tesse de rotation d'un arbre ou d'un dispositif tournant, à couple varia- ble, ne doit pas dépasser une valeur prédéterminée. Revendications 1. Dispositif de freinage à masselottes, notamment pour l'enroule- ment automatique d'un câble de raccordement (7) à un appareil électrique sur un tambour (3) dont le moyeu (3.2) est monté sur une broche (2) solidaire d'une embase et est freiné sur l'embase (1), caractérisé en ce qu'il consiste en une roue de freinage (5) qui est montée autour d'un tourillon (4) de l'embase (1), latéral à la broche (2), qui tourne à l'inté- rieur d'un anneau de freinage (6) et qui est entraînée par le tambour (3) avec un rapport de vitesse élevé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 1 0 rapport de vitesse est compris entre 1/5 et 1/10. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyeu de la roue de freinage (5) forme un train de roues de friction avec le moyeu du tambour (3) ou avec un anneau de friction du flasque du tambour. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyeu de la roue de freinage (5) consiste en un pignon (5.1) et forme un train de roues cylindriques avec une couronne dentée (11) prévue sur le moyeu ou le flasque (3.3) du tambour (3). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tourillon (4) de la roue de freinage (5) est situé à l'inté- rieur de l'anneau de friction, resp. de la couronne dentée (11) du flasque (3.3) du tambour. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la roue de freinage (5) présente deux secteurs de masselottes (12) qui sont reliés à son moyeu par des profilés souples élastiques (5.3) pour former avec ces derniers une pièce unique. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la broche (2), coopérant avec le tambour (3),et le tourillon 4, coopérant avec la roue de freinage (5), ainsi que l'anneau de freinage (6) forment, avec l'embase (1), une pièce unitaire moulée par injection. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embase (1) est conformée en une cornière en L dont la plus longue branche supporte la broche (2), le tourillon (4) et l'anneau de freinage (6) et n'a pas une largeur notablement supérieure au diamètre de la broche et de l'anneau et dont la plus courte branche (1.1) constitue un pied à une longueur sensiblement égale à celle de la broche.