Brevet FR2545559A1 — publié le 19841109

Léo 1 2545559 La présente invention concerne un mécanisme permettant le freinage ou le ralentissement d'un arbre animé d'un mouvement rotatif. Les effets de freinage ou de ralentissement sont obtenus actuellement sur des corps en rotation par friction mécanique avec utilisation de garnitures, par action électromagnétiaue ou hydraulique. Ce dispositif utilise la compression de ressorts comme résistance à la rotation en décomposant un tour de l'arbre à freiner en deux phases principales dont la première correspond à la compression et la seconde, à la: mise au repos des ressorts; ces deux phases étant séparées par la libre détente de ces mêmes ressorts Ce dispositif est assisté d'un moyen de trans- formation d'un mouvement rotatif en mouvement alterné d'ampli- tude variable. La relation entre arbre à freiner et le travail des ressorts est assurée par un moyen simple de transmission de mouvement de rotation. La description relative aux dessins annexes représente une forme de réalisation préférentielle, Pour la clarté de l O exposé, cette description sera traitée en trois parties soit: Compression et détente des ressortso Transformation du mouvement rotatif d'un arbre en mouve- ment alterné d'amplitude variable Organes de liaison O Premièrepartie Compression et détente des ressortso Le dispositif représenté sur les fig; ures 1 et 2 comporte une ca Ke( 1) prolongée dans sa partie inférieure par deux flas- ques Une tige( 2) peut se déplacer longitudinalement dans l'alé- sage du bloc de liaison de la cage Cette tige reçoit par un système qui sera décrit dans-la deuxième partie de l'exposé en partant du point neutre, une impulsion alternée cyclique d'une amplitude variable suivant commande L'extrémité supérieure de la tige( 2) est solidaire d'un cadre( 3) qui peut coulisser longitudinalement entre les guides de la cage(l). Un arbre( 4) supporté par la ca-e(l) traverse le cadre( 3) sur lequel des orifices longitudinaux permettent à ce m 8 me ca- dre de se déplacer vers le bas Cet arbre( 4) est prolon;é d'un c 8 té pour recevoir un mouvement de rotation. -2- -2 2545559 L'arbre( 4) est porteur d'un secteur de cercle(B). Solidaires du cadre( 3), deux axes( 6) sont reliés à leurs extré- mités supérieures par une traverse( 7) aui peut coulisser entre les guides de la cage(i) La tige( 2), le cadre( 3), les axes( 6) et la traverse( 7) forment donc un ensemble monobloc. Entre le cadre( 3) et la traverse( 7), une traverse support ( 8) peut coulisser longitudinalement entre les guides de la cage(l); deux alésages sur cette traverse support permettent le libre coulissement des axes( 6)0 Sur ces axes( 6), entre la traverse( 7) et la traverse sup- port( 8), sont montée deux ressorts primaires( 9)o Deux ressorts complémentaires( 10) sont montés sur les axes( 6) entre le cadre ( 3) et la traverse support( 8). Le r 8 le de ces ressorts complémentaires est à la fois d'é- quilibrer au montage une légère compression des ressorts pri- maires et de recevoir, en l'amortissant en fin de détente, la libération de ces mêmes ressorts primaires lors de l'entrée en fonction du mécanisme. La traverse support(S) porte en correspondance au secteur de cercle(B 5) un bloc d'appui( 11) dont la partie formée par un rayon épouse celle du secteur de cercle( 5) et afin d'éviter le contact bloc d'appui-secteur de cercle lors de la rotation de ce dernier pendant la phase neutre, le bloc d'appui est légère- ment déplacé vers le haut de l'axe longitudinal du mécanisme. Fonctionnement des éléments décrits ci-dessus. Il faut considérer: 1) Rotation de l'arbre( 4) et de son secteur de cercle( 5) suivant le sens de la flèche de la figure 3. 2) Aller-retour cyclique de la tige( 2) dont un cycle correspond aà deux demi-rotations de l'arbre( 4)0 Phase-neutre: -seul le secteur de cercle( 5) solidaire de l'arbre( 4) tourne et balaye à chaque rotation la zone du bloc d'appui( 11) sans le toucher La tige( 2) étant immobile aucune sollicitation n'est appliquée aux ressorts Drimaires( 9) et par conséquent aucune résistance n'est exercée de leur part. Phase active: comme dans la phase neutre, le secteur de cercle( 5) continue de tourner Une traction est appliquée à la tige( 2) Celle-ci entraine dans son mouvement toutes les pièces qui lui sont solidaires soit: le cadre( 3), les axes( 6) et la traverse( 7). Les ressorts primaires( 9), sollicités par la traverse( 7),exer- cent une pression sur la traverse support( 8) oui élimine d'abord le faible jeu initial existant entre le bloc d'a D ui( 11) solidaire de cette même traverse support( 8) et le secteur de cercle( 5) (voir figure 3) Ces deux éléments se trouvent donc en contact Le bloc d'appui( 11) à cet instant cdmmence à s'ap- puyer sur le secteur de cercle( 5) immobilisant ainsi la traverse support( 8) Tandis que la rotation du secteur de cercle( 5) se poursuit, vers la fin de son demi-tour, la traverse( 7) entrai- née par la tige( 2) oui se dirige vers son point bas, conmprime les ressorts primaires( 9) contre la traverse support(:) (voir figure 4) Au demi-tour suivant (voir figure 5), le secteur de cercle( 5) libère le bloc d'appui( 11) permettant ainsi d'obtenir la détente des ressorts primaires( 9) Tous les éléments coulis- sants, ainsi que les ressorts, se trouvent donc vis à vis d'eux mêmes à leur position respective (départ du premier demi cycle) mais cet ensemble s'est déporté vers le bas d'une valeur égale à la course effectuée par la tige( 2). Dans le demi cycle suivant, la tige( 2) ramène vers le haut cet ensemble tandis que s'accomplit l'autre demi rotation du secteur de cercle( 5) Un nouveau cycle peut donc recommencer. Deuxième partie Transformation du mouvement rotatif d'un arbre en mouvement alterné d'amplitude variable (voir figure 1, 2 et 6). La tige( 2) est reliée par un axe( 12) à la partie supérieure d'un maneton( 13) La partie inférieure de ce maneton est reliée par un axe ( 14) à une tête de bielle( 15) L'autre extrémité de cette bielle est reliée par un axe( 16) monté en excentrique entre deux flasques( 17) elles-mxmes montées pivotantes sur le bâti fixe( 18) par l'arbre( 19) C'est sur cet arbre( 19) cue s'ap- pliquera le freinage. L'axe( 14) qui relie le maneton( 13) avec la bielle( 15) étant prolongé des deux c 6 tés est monté pivotant( dans leur partie inférieure) sur deux manivelles( 20), lesquelles sont montées pivotantes(dans leur partie supérieure) par les axes( 21) sur le bâti fixe( 18) dans l'alignement de l'axe( 12) suivant la firure 2 au travers d'évidements existants sur les flasques de la ca e( 1). -4- Les extrémités inférieures de ces flasques sont montées pivo- tantes par les axes( 22) sur le bâti fixe( 18) dans le prolonie- ment de l'axe de la tige( 2) et dans l'alignement de l'axe( 14) dans sa position représentée à la figure 2 Les évidements des flasques de la cage(l), en correspondance avec les axes( 21), permettent à cette même cage de se déplacer dans le sens de la flèche F (voir fig 2). Fontionnement de ces éléments. Phase neutre:(figure 2) L'arbre( 19) étant en rotation,entraine par l'intermédiaire de la bielle( 15), l'aller retour de l'axe ( 14) qui provoquera une oscillation à la fois du maneton( 13) pivotant sur son axe( 12) et des deux manivelles( 20) qui pivotent sur leurs axes( 21) La tige( 2) n'étant pas sollicitée reste donc immobile. Phase active:(figure 6) En déplaçant la care(l) dans le sens de la flèche F, elle entraine la tige( 2) dont l'axe( 12) rompt l'alignement avec les axes( 21) des deux manivelles( 20) Il s'en- suit que, lorsque l'axe( 14) est aligné avec les axes( 22) de pivotement de la cage, le maneton( 13) se trouve dans le même alignement que la tise( 2) et l'axe( 12) dans sa position haute (ou neutre) En poursuivant sa rotation, l'axe( 16) éloigne l'axe ( 14) à son point maximum apres une demi rotation faisant osciller les manivelles( 20) sur leurs axes( 21) fixés sur le bâti fixe( 1:). En conséquence, le maneton( 13) en partant de son axe( 14)communr aux manivelles, effectue une traction de la tire( 2) par l'axe ( 12) Dans le demi tour suivant, le maneton( 13) est ramené ainsi que la tige( 2) à sa position de départ Chaque tour de l'arbre( 19) correspond à: ler demi tour = traction de la ti e ( 2) et 2 eme demi tour = poussée de la tige( 2) vers sa position de départ Plus la case( 1) se déplace dans le sens de la flèche F, plus la longueur des impulsions exercées sur la tigze( 2) aug- mente Il y a donc transformation d'un mouvement rotatif en mouvement alterné d'amplitude croissante. Troisième partie Organes de liaison. Transmission de la rotation de l'arbre( 19) au secteur de cercle ( 5) (voir fig 1 et 2) Solidaire de l'arbre( 19), une roue dentée( 23) est accouplée à une autre roue dentée identique( 24) centrée dans l'alignement des axes( 22) et centre de pivotement de la cage( 1) Cette roue dentée( 24) porte solidaire à elle-ma 8 e un pi 2 non( 25). Un deuxième pignon( 26), identique au premier, est monté soli- daire de l'arbre( 4). Une chaine( 27) relie ces deux rignons Ainsi la rotation de l'arbre( 19) est transmise inversée (dans le cas présent) à l'arbre( 4) porteur du secteur de cercle( 5) La roue dentée( 24), le pignon( 25) et les axes( 22) de pivotement de la cage( 1) étant dans le même alignement permettent donc à cette cage d'être déplacée dans le sens de la flèche F pendant la rotation de l'arbre( 19). La résistance obtenue par la compression des ressorts primaires( 9) s'applique donc sur l'arbre( 19) qui est freiné en pointillé "l Le mécanisme est mis sous carter( 28) et lubrifié Ce carter comporte deux entrées l'une pour l'arbre( 19) et l'autre pour reçevoir une commande de déplacement de la cage(l) symbo- lisée par la flèche Fl. -6 2545559 REVEHIDICATIOES 1) Dispositif permettant de freiner ou de ralentir un arbre en rotation en utilisant la force nécessaire à la comres- sion de ressorts comme force antagoniste au mouvement de rota- tion de cet arbre caractérisé en ce qu'il comporte une cage(i) dans laquelle peut coulisser un cadre( 3) Qui entraine au moyen d'axes( 6) une traverse( 7) Le cadre( 3) est relié à la tie( 2) laquelle peut recevoir par commande des impulsions alternées d'amplitude variable en liaison avec l'arbre à freiner Placée entre le cadre(S) et la traverse( 7) une traverse support( 8) portant des alésages pour le passage des axes( 6) peut coulisser dans la cage(i) indépendamment des éléments entre lesquels elle est placée Cette traverse support( 8) porte en appendice un bloc d'appui( 11) descendant à l'intérieur du cadre( 3) Un arbre( 4) qui reçoit la rotation de l'arbre à freiner est supporté par la cage( 1) et traverse le cadre( 3) par des lumières permettant également à ce m 8 me cadre( 3) de coulisser L'arbre( 4) porte un secteur de cercle( 5) en correspondance avec le bloc d'appui( 11). Des ressorts primaires( 9) sont montés entre la traverse( 7) et la traverse support( 8) Des ressorts complémentaires( 10) sont intercalés entre le cadre( 3)Yet la traverse support(S). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la géométrie, dans la zone de contact, définissant le sec- teur de cercle( 5) et le bloc d'appui( 11) est un rayon centré sur l'axe de rotation de l'arbre( 4); la libération du bloc d'appui( 11) se produisant lors du passage sur l'arête de ruptu- re de contact du secteur de cercle( 5). 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la rotation de l'arbre( 4) est commandée en permanence par l'arbre à freiner. 4) Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caracté- risé par le blocage de la traverse support(S) effectué par la mise en contact du bloc d'appui( 11) et du secteur de cercle( 5) pendant une partie de sa rotation; ce blocage entrainant la compression des ressorts primaires( 9) entre les deux traverses ( 7) et ( 8) La traverse support( 8) est placée entre le caure( 3) et la traverse( 7) qui font partie d'un train d'éléments soli- daires reliés à la ti 5 e( 2) et soumis par commande à une traction. -7 2545559 ) Dispositif selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisé en ce que le déblocage de la traverse supiort(g) dû à la rupture de contact entre le bloc d'appui( 11) et le secteur de cercle( 5)qui poursuit sa rotation entraine la détente des ressorts primaires( 9) et le repositionnement de la traverse support( 8) dans le train d'éléments reliés à la tire( 2 6) Dispositif selon les revendications 1 et 5 caractérisé en ce que le renvoi de l'ensemble des éléments déplacés vers leur position initiale est effectué par la tige( 2) durant la deuxième partie de la rotation du secteur de cercle( 5). 7) Dispositif selon les revendications 1, 3; 4 et 6 carac- térisé par la concomitance entre une rotation du secteur de cercle( 5) et la traction-renvoi effectuée sous commande par la tige( 2). Ces deux mouvements sont assujettis à l'arbre à freiner dans le rapport de construction 1 = 1. 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la mise en place entre le cadre( 3) et la traverse support( 8) de ressorts complémentaires( 10), destinés à contraindre lé- gèrement les ressorts primaires( 9) et à amortir, vers la fin, la détente de ces m 8 mes ressorts primaires( 9). 9) Dispositif selon les revendications 1, 4, 5 et 6 caractérisé en ce que l'effet en " pointillé 6 ' ressenti par l'arbre à freiner est produit par l'alternance, à chaque tour de cet arbre, de deux phases principales dont l'une est la compression et l'autre la remise en position pour un nouveau cycle, après détente des ressorts primaires( 9). __ __