Brevet FR2488961A1 — publié le 19820226

La présente invention concerne d'une manière générale les freins d'urgence, c'est-à-dire les freins qui ne sont destinés à intervenir qu'exceptionnellement, lorsque la nécessité en devient impérieuse. De tels freins d'urgence trouvent notamment leur emploi dans l'industrie,-pour l'équipement par exemple de treuils. de grues et de ponts roulants, voire d'ascenseurs ; ils demeurent normalement ouverts en permanence, c1 est-à-dire en position de dégagement, et ne sont commandés en fermeture, ou engagement, qu'en cas de danger, soit manuellemnt soit automatiquement. Globalement, un tel frein d'urgence comporte usuellement un organe de support fixe, un organe à freiner, et au moins un organe de freinage porté par l'organe de support et propre à s'appliquer à l'organe à freiner, ledit orqane de freinaqe étant soumis, d'une part à des moyens d'engagement, tels que des moyens élastiques prenant appui sur le support fixe par exemple, qui le sollicitent en permanence en direction de 1' organe à freiner, et d'autre part à des moyens de retenue escamotables, qui le maintiennent normalement à distance de ce dernier. Ces moyens de retenue escamotables peuvent par exemple être constitués par un électro - aimant ou un vérin hydraulique. En variante, cependant, bien que non obligatoirement, ils peuvent être constitués par un élément explosif, tel que décrit dans le brevet français déposé le 21 Septembre 1979 sous le NO 79 23508. Quoi qu'il-en soit, la présente invention vise plus particulièrement le cas où les moyens de retenue escamotables mis en oeuvre sont sous le contrôle d'un dispositif de commande sensible à la vitesse relative entre organe à freiner et organe de freinage, pour entrée en action automatique du frein d'urgence concerné en cas de survitesse. A ce jour, le dispositif de commande ainsi mis en oeuvre est usuellement extérieur au frein qu'il contrôle, à distance notable parfois de celui-ci, et doit donc être relié à celuici sar une liaison filaire appropriée. Outre l'encombrement auquel elle peut conduire, une telle liaison filaire est toujours susceptible de se rompre, au préjudice de la sécurité. La présente invention a d'une manière qénérale pour objet une discosition permettant d'éviter cet inconvénient. De manière plus précise, elle a pour objet un frein d' urgence du genre comportant un organe de support fixe, un organe à freiner, et au moins un organe de freinage porté par l'organe de support et propre à s'appliquer à l'organe à freiner, ledit organe de freinage étant soumis, d'une part à des moyens d'engagement, tels que des moyens élastiques prenant appui sur le support fixe par exemple qui le sollicitent en permanence en direction de l'organce à freiner, et d'autre part à des moyens de retenue escamotables, qui le maintiennent normalement à distance de ce dernier, et qui sont sous le contrôle d'un dispositif de commande sensible à la vitesse relative entre organe à freiner et organe de freinage, ce frein d'urgence étant caractYisé en ce que ledit dispositif de commande est constitue par un générateur électrique dont 1' élément inducteur est formé par l'organe à freiner. Ainsi, suivant l'invention, un des organes constitutifs du frein d'urgence constitue conjointement par lui-même l'un des éléments constitutifs du dispositif de commande nécessaire au contrôle de ce frein. Outre l'économie qui en résulte, une telle disposition est garante d'une excellente sécurité. En effet, l'élément induit du générateur électrique formant le dispositif de commande pouvant de surcroît aisément être porté par l'organe de support fixe du frein concerné, il n'existe, entre ce frein et son dispositif de commande, aucune autre liaison filaire qu'une éventuelle liaison filaire portée par le frein lui-même, qui, n'évoluant pas librement à l'extérieur, n'est pas susceptible d'une rupture malencontreuse, et qui peut en outre être avantageusement intégrée, pour sa préservation, si désiré, au frein lui-même. Ainsi, le frein d'urgence suivant l'invention constitue, avec son dispositif de commande, une entité totalement autonome, sans source d'énergie extérieure, et donc particulièrement sûre. Bien que la disposition suivant l'invention convienne à n'importe quel type de frein d'urgence du genre concerné quelle que soit la nature des moyens de retenue escamotables qu'il comporte, elle convient tout particulièrement au cas où ces moyens de retenue escamotables sont constitués par un élé- ment explosif, c'est-à-dire un élément contenant une charge explosive apte à en provoquer la fragmentation lorsqu'elle est mise à feu, car, pour une telle mise à feu, il suffit d'une énergie relativement faible, directement relevable de la disposition suivant l'invention. 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 une vue en coupe axiale d'un frein d'urgence suivant l'invention, suivant la ligne I-I de la figure 2, pour la position de dégagement de ce frein la figure 2 est une vue en élévation-coupe partielle de ce frein d'urgence, suivant la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 en est une vue partielle en coupe transversale, suivant la ligne III-III de la figure 2 la figure 4 est une vue partielle analogue à celle de la figure 1, pour la position d'engagement du frein d'urgence suivant l'invention. Ces figures illustrent à titre d'exemple le cas où l'organe à freiner est un disque rotatif 10. Outre ce disque 10, le frein d'urgence suivant l'invention comporte un organe de support fixe 11, et au moins un organe de freinage propre à s'appliquer au disque 10. En pratique, dans l'exemple de réalisation représenté, deux organes de freinage 12A-12B, sont prévus qui sont chacun respectivement disposés de part et d'autre du disque 10, symétriquement par rapport à celui-ci, pour action conjointe sur les deux faces de ce disque 10. L'organce de support fixe 11 comporte, au droit de la tranche du disque 10, et perpendiculairement à l'axe de celuici, un flasque de support 13. I1 comporte en outre, pour le guidage des organes de freinage 12A, 12B, deux corps creux 14A, 14B rapportés chacun respectivement sur l'une et l'autre des faces du flasque 13. A cet effet, ces corps creux 14A, 14B sont chacun solidaires d'une semelle 15A, 15B, par laquelle ils sont solidarisés au flasque 13, par exemple à l'aide d'ensembles visécrou 17, tel que représenté. Des nervures de renfort 18A, 18B les relient à leurs semelles 15A, 15B. Les organes de freinage 12A, 12B sont en relation de cylindre-piston avec les corps creux 14A, 14B, la concavité de ceux-ci étant tournée vers le disque 10, et ces organes de freinage 12A, 12B étant montés coulissants dans leurs ouvertures libres. Extérieurement, en regard du disque 10, les organes de freinage 12A, 12B portent chacun une garniture de frottement 19A, 19B. Intérieurement, dans le corps creux 12A, 12B correspondant, ils portent chacun axialement de manière solidaire une colonette de commande 20A, 20B. Chaque organe de freinage 12A, 12B est soumis à des moyens d'engagement qui le sollicitent en permanence en direction du disque 10. Il s'agit, dans l'exemple de réalisation représenté, de moyens élastiques, constitués par exemple, tel que représenté, d'un empilage de rondelles Belleville 22A, 22B qui, engagé sur la colonnette de commande 20A, 20B correspondante, prend appui sur le support fixe 11, et plus précisément sur le fond 21A, 21B du corps creux 12A, 12B concerné, et porte sur un épaulement 23A, 23B de ladite colonnette de commande 20A, 20B. Chaque organe de freinage 12A, 12B est en outre soumis à des moyens de retenue escamotables; qui le maintiennent normalement à distance du disque 10, tel que représenté à la figure 1. Dans l'exemple de réalisation représenté, et selon les dispositions décrites en détail dans le brevet français Nb 79 23508 mentionné ci-dessus, ces moyens de retenue escamotables comportent un élément explosif, en pratique un boulon explosif 25A, 25B, qui est en prise par son fût fileté 26A,26B avec l'organe de freinage 12A,12B intéressé, et plus précisément avec la colonnette de commande 20A, 20B solidaire de celui-ci, cette colonnette de commande étant à cet effet creusée axialement d'un alésage taraudé 27A, 27B à son extrémité libre, et qui prend appui par sa tête 28A, 28B sur le support fixe i1, et plus précisément sur le fond 21A, 21B du corps 14A, 14B correspondant, à l'extérieur de celui-ci, ce fond étant percé axialement à cet effet d'un trou propre au passage du fût fileté 26A, 26B d'un tel boulon explosif 25A, 25B. Ces dispositions constructives sont bien connues par elles-mêmes, notamment par le brevet français NO 79 23508 mentionné ci-dessus, et,ne faisant pas partie de la présente invention, elles ne seront pas décrites plus en détail ici. I1 en est notamment ainsi de la liaison entre chaque organe de freinage 12A, 12B et sa colonnette de commande 20A, 20B qui, si désiré, peut comporter une rotule. Comme exposé ci-dessus, la présente invention a plus précisément pour objet le cas où les moyens de retenue escamotables que comporte le frein d'urgence concerné sont sous le contrôle d'un dispositif de commande sensible à la vitesse relative entre l'organe à freiner, en l'espèce le disque 10, et les organes de freinage 12A, 12B. Suivant l'invention, ce dispositif de commande est cons titué par un générateur électrique 50 dont l'élément inducteur est formé par l'organe à freiner lui-même, et donc le disque 10, un élément induit 51 étant à cet effet associé à celui-ci. Dans l'exemple de réalisation représenté, cet élément induit 51 est porté par l'organe de support fixe 11, et comporte deux bobinages 52A, 52B, d'axes perpendiculaires au disque 10 et disposés chacun respectivement de part et d'autre de celui-ci, symétriquement par rapport à ce disque 10, au voisinage de sa périphérie. Dans l'exemple de réalisation représenté, ces bobinages 52A, 52B sont établis autour d'aimants permanents 53A, 53B, dans des capsules 54A, 54B, et celles-ci sont portées par des flasques 55A, 55B solidaires des semelles ISA, 15B correspondantes. Des fileries 30A, 30B relient ces bobinages 52A, 52B aiix boulons explosifs 25A, 25B correspondants. Sur les figures, de telles fileries n'ont été représentées que schématiquement, et il va de soi, notamment, qu'elles peuvent être intégrées au frein lui-même, par cheminement à la surface de ses divers constituants, voire même au sein de ceux-ci. Pour constituer un élément inducteur à l'égard de l'élé- ment induit 51 décrit ci-dessus, le disque 10 présente, à intervalles réguliers, sur une circonférence se situant au droit de cet élément induit 51, une série de perçages 60 dans l'exemple de réalisation représenté. Lors du défilement de ces perçages 60 au droit de l'élé- ment induit 51, il se produit, à chaque passage d'un perçage 60, une déformation du champ magnétique développé par les aimants permanents 53A, 53B, et donc une modification momentanée du flux magnétique correspondant, dont il résulte, dans les bobinages 52A, 52B, la génération d'un courant électrique. Ce courant électrique est d'autant plus intense que la fréquence de passage des perçages 60 est élevée et donc que la vitesse de rotation du disque 10 est elle-même élevée. Pour un seuil déterminé, il est suffisant pour provoquer la mise à feu des boulons explosifs 25A, 25B, dont il résulte le détachement de la tête 28A, 28B de ceux-ci vis-à-vis de leurs fûts filetés 26A, 26B, et donc la;libération des organes de freinage 12A, 12B, qui passent instantanément en position d'engagement sous la sollicitation des rondelles Belleville 22A, 22B, figure 4. Ainsi, l'entrée en action du frein d'urgence suivant l'invention intervint d' & e-même,automatiquement, en cas de survitesse du disque 10. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite et représentée, mais englobe toute variante d'exécution. En particulier les perçages du disque 10 pourraient être remplacés par d'autres irrégularités périodiques, et, notamment, par un profil en festons de la périphérie du disque 10. En outre, au lieu d'être disposé axialement par rapport au disque 10, tel que décrit et représenté, l'élément induit du générateur mis en oeuvre peut être disposé radialement, en regard de la tranche de ce disque 10, soit que celle-ci ait un contour festonné, comme mentionné cidessus, soit qu'elle présente une gorge-en hélice, soit qu'elle soit affectée detoutes autres irrégularités périodiques, telles que saillies, rainures axiales ou autres. Dans tous les cas, le disque 10 peut, en variante, porter un ou plusieurs aimants, pour l'excitation périodique de 1' élément induit associé. En outre, le domaine d'application de l'invention ne se limite pas au cas où l'organe à freiner est un disque, comme plus particulièrement décrit et représenté, mais s'étend au contraire aussi bien au cas où il s'agit d'un tambour ou d'une couronne, et, d'une manière plus générale, d'un organe quelconque, longiligne par exemple, tel que c'est le cas dans certains freins à bande ou à mâchoires, quelle que soit la structure du frein correspondant. Ce n'est d'ailleurs que par simple commodité qu'un tel organe a été désigné ici par organe à freiner" ; il s'agit en réalité d'un organe contre lequel peut s'appliquer un organe de freinage, et il va de soi qu'un tel organe pourrait être fixe si par exemple l'organe de freinage, quant à lui,est porté par une masse mobile ; il suffit donc qu'il y ait un quelconque mouvement relatif entre l'organe, dit ici organe à freiner, et l'organe de support, considéré ici comme fixe, sur lequel prennent appui les moyens d'engagement agissant sur l'organe de freinage. REVEND ICAT IONS 1. Frein d'urgence du genre comportant un organe de support fixe, un organe à freiner mobile par rapport à l'organe de support fixe, et au moins un organe de freinage porté par l'organe de support et propre à s'appliquer à l'organe à freiner, ledit organe de freinage étant soumis, d'une part à des moyens d'engagement, tels que des moyens élastiques prenant appui sur le support fixe par exemple, qui le sollicitent en permanence en direction de l'organe à freiner, et d'autre part à des moyens de retenue escamotables, qui le maintiennent normalement à distance de ce dernier, et qui sont sous le contrôle d'un dispositif de commande sensible à la vitesse relative entre organe à freiner et organe de freinage, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande est constitué par un générateur électrique dont l'élément inducteur est formé par l'organe à freiner. 2. Frein d'urgence suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément induit du générateur électrique formant le dispositif de commande est porté par l'organe de support fixe.