Brevet FR2584789A1 — publié le 19870116

i1 258478P Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré. La présente invantion concerne un frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, notamment pour roues de cycles et roues de fauteuils pour handicapés, et en général pour tous dispositifs nécessitant une limitation automatique de vitesse de rotation. On connait différents systèmes de freins à disques uti- lisant des billes ou rouleaux pour transformer le mouvement angu- laire relatif de disques ou plateaux en mouvement lindaire axial, afin d'écarter et d'amener ces disques ou plateaux au contact de surfaces de frottement. On connait également différente systèmes qui exploitent l'action de la force centrifuge appliquée à des masselottes. Ceux-ci utilisent, soit simplement le mouvement radial des masse- lottes, soit un élément complémentaire qui transforme directement le mouvement radial des masselotteas an mouvement axial. La présente invention est remarquable par le fait qu'elle associe le système de frein à disques à un ralentisseur à inertie utilisant des masselottes, et en ce que ces deux systèmes peuvent être sollicités indépendamment ou se complémenter. Le ralentisseur à inertie se différencie des systèmes existants par le fait que le mouvement linéairs radial des dites masselottes est transmis tan- gentiellement à un plateau d'inertie lui impliquant un mouvement qse (L) e6eslueo ep enbeTp el elTenbeT suep 'STeTlTUT UOTsjeA eqTP sz el 8u8p gUOTluenuTi ep ejueTaen e;ne eun seuespdea (Z) eJn TJ el- UOTfeloi ue 8TTITqOmUT (L) eaqjelT ep exTJ uemesSaTTn6ue npue Ie (g) UOToTiJ Sp enbeTp el le JTqeqoa sue5zo,1 sp equeuznoq eTjied eT ep eaTePTTou Ue (L) s5e6ueo ep enbsep el selenbeT suep 'eTeTFTUT UOTJen OZ0 elTp eT suep 'UOTIUeAUTmT ep equeTjieA eun equesBpdez (L) san5Tj el- -UTeJ UOTOUOj eTl inod lueweTeTXe eTqebeTdpp %9e (S) UOTqOT3j op le (L) 5e6e"aue ep senb -STP P sp P sep fnl1 no unlt 4tUOTeqsuespzdSi xnsp 8seo sueo *(S) uoTIoTiJ ep enbsep qp np eaTupTTou (eS) luemoesoij ep uesToTjjeoo GL 42oJ q eanITuze6 eunsp;e (S) uoTqoT;J ep enbeTp un1p '(ez le eL) eguepuodseezaoo sePUTTOUT sToied q seuemepTA9 Sep suep '(Z) eTseu Tp neeqeld el qe (L) s6eieueo op enbeTp eT ez;ue queTeoieluTe (t) xneeTnoi no selTTq sep 6(eç) suXAoà 8ep zed (Z) eTlaeuTp nees -eTd JTP ns jumseTTeTus5ueu cepeTIe (ú) seolesseem sep '(z) oL elTeuTp neeleTd un ((L) e5eaqueo ep enbeTp un.ed epnTesuoo eSTeTTUT UOTjSAe es suep UOT;ueAUTaT op 'ednoo ue senA geanbTleu -yqoe suoTequespidez sep quos (Z) le (L) een Tj sel ÀeTq18UTp neeeld eT 81eA UOToTjij 8p enbsTp np TeTXe luemeouTd -yp un eule=que UTeij np uOTeelTTTIn,1 luoTfleO Ue peTTTqOufuT S UOTuT.ij ep snbeTp unp toeauoo ues jeuemet nod eTlieuTIp neeq -eld np;uemeoeldpp el eapue us 'squewe5oT sineT 8p eepuTTOUT sToied sel ene xneelnoi no SeTITq ep useweTnoi ep qejjelT ed TeTXe eaTepUTl queweAnow us e;Tnsue pgwojsueaq 'Tnb ealetn5ue 1i 8 8 5Z 3 d 2584786> rendu solidaire de l'arbre tournant (7) et le disque de friction (5) est solidaire de la partie fixe supportant l'organe rotatif, La figure (3) est une représentation schématique, vue en coupe, de l'invention dans une seconde version, constituée, d'une part, par les éléments de la figure (1) et, d'autre part, complétée par un second disque de friction (6), des billes ou rouleaux (10) s'intercalant entre les disques de friction (5 et 6), dans des évidements à parois inclinées correspondants (Sb et 6b), une garniture à fort coefficient de frottement (6a) solidaire du disque de friction (6) et un disque de centrage (13) constituant une surface plane de frottement (13b) solidaire du disque de cen- trage (1). Dans cette représentation, l'axe (7), immobilisé en rotation, interdit le mouvement angulaire du disque de friction (6) par un moyen (7a), mais autorise le mouvement angulaire du disque de friction (5) et les mouvements linéaires axiaux des dits disques de friction (5 et 6). La figure (4) est une représentation schématique, vue en coupe, de l'invention dans une troisième version, constituée, d'une part, par les éléments de la figure (3) et, d'autre part, complé- montée par un plateau d'inertie (8), des billes ou rouleaux (9) s'intercalant entre le plateau d'inertie (8) et le disque de cen- trage (13) dans des évidements b parois inclinées correspondants (8a et 13a) et des masselottes (11) reliées tangentiellement au dit plateau d'inertie (8) par des moyens (11a). 4 2d58478 La figure (5) est une représentation schématique, vue en coupe, de l'invention dans une autre version, constituée, d'une part, par les élémenta de la figure (3) et, d'autre part, complé- montée par un plateau d'inurti. (8), des billes ou rouleaux (9) s'intercalant entre le plateau d'inertie (8) et le disque de centrage (13) dans des évidements à paroisa inclinées correspon- dants (8a et 13a) et des moyens (12) d'entraînement des deux pla- teaux d'inertie (2 et 8), auxquels sont reliées les masselottes (3) tangentiellement aux dits plateaux d'inertie (2 et 8) par des moyens (3a). Les figures (6) et (7) sont des-représentations simplifiées d'une réalisation particulière de l'invention appliquée a une roue de cycle comprenant les éléments de la figure (5). La figure (6) est une vue en coupe suivant A-A de la figure (7), cette dernière dtant une vue en coupe suivant B-B de la figure (6). -Dans la figure (6), nous constatons que les disques de centrage (1 et 13) forment le moyeu de la roue, celle-ci étant centrée sur un arbre (7) immobilisé dans les fourches du cycle (20 et 20a) pour la roue avant, (20 et 20b) pour la roue arrière avec montage du pignon d'entratnement (19). Nous pouvons remarquer également un dispositif de freinage avec levier (17), actionné par un câble (18), entraînant en rotation le disque de friction (5) autour de l'axe (7), par rapport au disque de friction (6), et des moyens de rappel an position initiale (14) et (15) des disques de friction (5 et 6) et des plateaux d'inertie (2 et 8). s 3B5478? -Dans la figure (7), nous remarquons la disposition des massslottes (3) dans les logements (16), faisant partis intégrante de la roue, disposés de façon à guider ces masselottes (3) tangentiellement aux plateaux d'inertie (2 et 8), les logements (16a), disposés symétri- quement par rapport aux logements (16), restant inutilisés, peuvent contenir et guider des masselottes (11) pour un système fonction- nant dans les deux sens de rotation et comprenant, dans ce cas, les éléments de la figure (4). On donnera maintenant un exposé détaillé du mode de fonc- tionnement de l'invention, en relation avec les figures décrites cidessus. Le fonctionnement du ralentisseur est commun à toutes les- figures. Le plateau de centrage (1), les masselottes (3) et le plateau d'inertie (2), se trouvent solidarisés dans leur mouvement angulaire par l'intermédiaire des billes ou rouleaux (4), jusqu'b une vitesse prédéterminés. Quand la vitesse devient trop importante, la force centrifuge éloigne les maasslottes (3) du centre de l'or- gens rotatif, tangentiellement au plateau d'inertie (2), entrainant celuici dans un mouvement inverse au sens de rotation, créant ainsi une différence de vitesse angulaire entre les dits plateaux d'iner- tie (2) et disque de centrage (1). De ce fait, les billes ou rou- leaux (4), se déplaçant dans leurs évidements à parois inclinées (la et 2a), contribuent à écarter le plateau d'inertie (2) du dis- que de centrage (1), amenant le dit plateau d'inertie (2) au contact de la surface de frottement (5a) du disque de friction (5). 6 2584789 Le fonctionnement du ralentisseur, selon la figure (4), se différencie par le fait qu'un deuxième jeu de masselottea (11), monté en opposition au jeu de masselottes (3) et relié tangen- tiellement à un deuxième plateau d'inertie (8), permet l'utili- sation dans les deux sens de rotation. Le fonctionnement du ralentisseur, selon les figures (5), (6) et (7), se différencie par le fait qu'un seul jeu de masse- lottes (3), relié tangentiellement à deux plateaux d'inertie (2) et (8), entrains en complémentarité ces deux plateaux dans un uSne sens de rotation. Le principe de fonctionnement du frein est commun à toutes les figures, et consiste, par un moyen extdrieur, à amener la surface de frottement (5a) du disque de friction (5) au contact du plateau d'inertie (2). Dans le cas des figures (3), (4), (5), (6) et (7), un moyen extérieur provoque le déplacement angulaire du disque de friction (5) par rapport au disque de friction (6) angulairement fixe. Un Jeu de billes ou rouleaux (10), s'interca- lant entre les dits disques de friction (5) et (6), contribue à leur déplacement axial, les amenant, dans le cas de la figure (3) au contact du plateau d'inertie (2) et de la surface de frottement (13b), et dans le cas des figures (4), (5), (6) et (7), au contact des plateaux d'inertie (2) et (8). 7? ZD58478c, Le réglage des jeux internes de fonctionnement s'obtient simplement par le positionnement du levier de freinage (17) qui crée un décalage angulaire du disque de friction (5) par rapport au disque de friction (6). On remarquera, d'une part, que cette invention peut s'em- ployer intégrée au moyeu d'un organe rotatif ou extérieurement à celui-ci mais reliée par une transmission mécanique au dit organe rotatif à freiner et, d'autre part, que les billes ou rou- leaux peuvent être remplacés par des surfaces frottantes inclinées en vis à vis, ou tout autre dispositif provoquant un effet d'écar- tement des plateaux. Cette invention peut trouver des applications particulières dans les domaines des cycles, fauteuils de handicapés, voitures d'enfants, éoliennes et dispositifs évitant l'emballement de cer- tains moteurs. Z584789 REVENDICATIONS 1- Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, utilisant des masselottes à mouvement linéaire radial et des billes ou rouleaux s'intercalant dans des évidements à parois incli- nées, caractérisé par le fait que le mouvement linéaire radial des dites masselottes (3) est transmis, grâce à un guidage de celles-ci dans des logements (16) solidaires d'un disque de centrage (1), tan- gentiellement à un plateau d'inertie (2) par des moyens (3a), impli- quant au dit plateau d'inertie (2) un mouvement angulaire qui, trans- formé ensuite en mouvement linéaire axial par l'effet de roulement des billes ou rouleaux (4) sur les parois inclinées de leurs loge- ments (la et 2a) définis dans les faces en vis à vis du disque de centrage (1) et du plateau d'inertie (2), permet d'amener ce dernier au contact d'un disque de friction (5) immobilisé en rotation, et en ce qu'un moyen extérieur de freinage entraine un déplacement axial du dit disque de friction (5) vers le plateau d'inertie (2), l'en- semble étant constitué de telle sorte que les deux systèmes puissent être actionnés indépendamment ou se complémenter. 2- Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face opposée aux évidements (2a) du plateau d'inertie (2) constitue une surface plane annulaire de frottement en regard de la face plane annulaire de frottement du disque de friction (5), la garniture à fort coefficient de frottement (5a) étant rendue solidaire de l'une de ces deux surfaces de frottement. 9 2584783 3- Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le disque de centrage (1) est rendu angulairement solidaire de la par- tie tournante de l'organe rotatif à freiner, et an ce que le disque de friction (5) est solidaire en rotation de la partie fixe suppor- tant le dit organe rotatif, l'un ou l'autre de ces deux disques étant axialement libre de sorte que le moyen extérieur de freinage puisse contribuer à son mouvement axial. 4- Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, salon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend en supplément un second disque de friction (6), une garni- ture à fort coefficient de frottement (6a) et des billes ou rou- leaux (10) s'intercalant entre les deux disques de friction (5) et (6) dans des évidements à parois inclinées correspondants (5b) et (6b). 5- Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, selon les revendications 1, 2, 3.et 4 caractérisé en ce que la face opposes aux évidements à parois inclinées (6b) du disque de friction (6), constitue une surface plane annulaire de frottement en regard d'une face plane de frottement (13b) du disque de centrage (13), solidaire du disque de centrage (1), la garniture à fort coef- ficient de frottement (6a) étant rendue solidaire de l'une de ceas deux surfaces de frottement. 6- Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intdgré, selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend en supplément un plateau d'inertie (8), des billes ou rouleaux (9) et des masselottes (11) guidées dans des logements (16a) solidaires du disque de centrage (13) et reliées tangentiel- lament au plateau d'inertie (8) par des moyens (11a). 7- Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 6, caractérisé en ce que, dans le cas d'un systbme fonctionnant dans les deux sens de rotation, les masselottes (3) et (11) sont montées an opposition dans leurs logements (16) et (16a) disposée symétriquement dans la partie tournante de l'organe rotatif. 8- Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé an ce qu'il comprend, en supplément, un plateau d'inertie (8), des billes ou rouleaux (9), des moyens (12), auxquels sont reliées les masse- lottes (3), entratnant les plateaux d'inertie (2) et (8) dans leurs mouvements angulaires communs, les dits plateaux d'inertie (2) et (8) étant indépendants dans leurs mouvements linéaires axiaux, i;5847$ 9Frein à disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, selon les revendications 1, 2, 3, 4, 6 et 8, caractérisé en ce que les billes ou rouleaux (9) sont contenus dans des loge- ments à parois inclinées (ea) et (13a) définis dans les faces en vis à vie du plateau d'inertie (8) et du disque de centrage (13) et en ce que la face opposée aux évidements (ea) du plateau d'iner- tie (8) constitue une surface plane annulaire de frottement en regard de la face plane annulaire de frottement, définie par la face opposée aux évidements (6b), du disque de friction (6), la garniture à fort coefficient de frottement (6a) étant rendue soli- daire de l'une de ces deux surfaces de frottement. - Frein à disques avec ralentisseur automatique b inertie intégré, selon les revendications 1, 4, 5, 6, 7, 8 et 9, caracté- riesé en ce que l'axe (7), du dit organe rotatif, interdit le mouve- ment angulaire du disque de friction (6), par un moyen (7ae), mais autorise le mouvement angulaire du disque de friction (5) et les mouvements linéaires axiaux des dits disques de friction (5) et (6). 11- Frein b disques avec ralentisseur automatique à inertie intégré, selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que des moyens de rappel (14) et (15) sont associés respectivement aux disques de friction (5 et 6) et aux plateaux d'inertie (2 et 8) de sorte que ceux-ci reprennent leur position initiale lors de l'arrêt de l'organe rotatif. 1 1