Brevet FR2626518A1 — publié le 19890804

Ruban de frein pour arrêter la chaîne coupante d'une soie à moteur à chaîne - La présente invention concerne un ruban de frein pour scies'& à moteur & chaîne qui, en vue d'être appliqué sur un élément de construction rotatif, & freiner, du mécanisme d'entratnement de la chaine coupante, entoure cet élément constitutif sur un certain angle d'enroulement et est constitué d'une matière à ressort qui procure une force de rappel. Des rubans de frein qui entourent un tambour de frein sont universellement connus en tant que dispositifs tO de freinage. A cet égard les rubans de frein sont constit - és d'une matière élastique a ressort, comme par exemple de l'acier a ressort ou analogues, de sorte qu'apres l'appli- cation du ruban de frein contre le tambour de frein il est disponible une force de rappel élastique qui est mise a profit pour ramener le ruban de frein dans sa position pri- mitive. En ce qui concerne le choix des matières à ressort il faut cependant également tenir compte du coefficient de frottement car celui-ci détermine les temps de freinage. Lorsqu'ils sont utilisés.dans des scies a moteur à chaîne, des dispositifs de freinage constitués par Mes rubans de frein et des tambours de frein sont soumis à des contraintes extrêmement fortes. Dans ce cas le dispositif de. freinage sert à arrêter la chatne coupante immédiatement en l'espace d'un temps très court (fractions de seconde), afin d'empêcher, par exemple Iors du rangement de la sc.ie a moteur, la chaîne en toutes circonstances de continuer & tourner par inertie, afin de ne pas mettre en danger des tierces- personnes. Pour accro!tre la sécurité l'organe de blocage du levier des gaz est couple avec un dispositif de freinage agissant sur.la chaîne coupante, de telle sorte que, lorsqu'on pousse l'organe de blocage du levier des gaz vers le bas, le dispositif de freinage est desserré et, lorsqu'on l&che l'organe de blocage du levier des gaz, le dispositif de freinage entre en action et la chaîne coupan- te est arrêtée. Lors de ce freinage fréquent. de la chaîne coupante le ruban de frein subit des contraintes très im- portantes, ce qui conduit rapidement & l'usure et entraîne des durées de vie utile courtes. Un problème posé par des scies à moteur à chaîne est le fait que le dispositif de freinage, monté le plus souvent directement sur le moteur à combustion interne à deux temps qui entraîne la chaine, entre souvent en contact avec de l'huile, laquelle pénètre entre le ruban de frein flexible et le tamnbour de frein et conduit & une perte de coefficient de frottement et, par suite, à des temps de freinage plus longs. La présente invention a pour but de crier un ruban de frein hautement résistant & l'usure et qui, même lors- qu'il se trouve en contact avec de l'huile, présente des- coefficients de frottement élevés et assure des temps de freinage extrgment courts. Ce but est atteint, en ce qUi concerne un ruban de frein pour scies à moteur a chaîne qui, en vue d'gtre appliqué sur un élément constitutif rotatif, à freiner, du mécanisme de commande de la chaîne coupante, entoure cet élément constitutif sur un certain angle- d'enroulement et est constitué d'une matière a ressort qui procure une force de rappel, par le fait que le ruban de frein présentbe sur son c8té frottant faisant face audit élément constitutif une couche de friction, appliquée par voie thermique, en carbure ou en une matière céramique du genre oxyde. Avantageusement, la couche de. friction est, soit a base de carbure de tungstène ou de carbure de silicium, soit à base d'une matière céramique formée d'un oxyde d'aluminium, de zirconium ou de silicium. Il s'est avéré de manière surprenante qu'une telle couche, appliquée par-voie thermique et réduisant-l'usure, pouvait suivre la déforma- tion élastique du ruban de frein, sans être détruite. Il a en outre été constaté que même la pénétration d'huile dans le couple de frottement ruban de frein/tambour de frein n'augmentait pas sensiblement les temps de freinage. Grace à l'application de la couche de friction sur le ruban de frein flexible la matière de base de celui-ci peut à pré- sent &tre un simple acier non allié de sorte que mime des matières de moindre qualité peuvent être utilisées pour la fabrication de rubans de frein. Des matières jusqu'à pré- sent jugées inutilisables en raison de leur faible coeffi- cient de frottement peuvent également dtre utilisées pour la fabrication de rubans de frein. Même des rubans de frein réalisés dans des matières non alliées présentent & condi- tion d'âtre munis de la couche de friction selon l'inven- tion, des durées de vie utile a peu. près trois fois plus longues que celles de rubans de frein connus en matières hautement alliées. Afin d'assurer une bonne adhérence de la couche de friction appliquée par voie thermique il est, d'une part, ajouté avantageusement du titane a la couche de friction et, d'autre part, le côté porteur du ruban de frein est de préférence traité au préalable par sablage. Selon une forme de réalisation avantageuse du ru- ban de frein la poudré projetée en vue -de l'obtention de la couche de friction présente une grosseur de grain infé- rieure & 50 microns et de préférence comprise entre 30 et 40 microns, la couche de friction pouvant avantageusement être appliquée par projection au plasmas Avantageusement la couche de friction présente une dureté Vickers d'environ 1500 UV et l'épaisseur de la cou- che de friction est d'environ 100 microns. Une forme de réalisation avantageuse de 1l' inven- tion consiste à utiliser du X12CrNil7.7 en tant que matière constitutive du ruban de- frein et a soumettre le coté frot- tant du ruban de frein a un traitement préalable de sablage avant l'application de-la couche de frictions Selon une autre forme de 'réalisation avantageuse de l'invention la matière constitutive du ruban de frein est de l'acier a ressort non allié et le coté frottant du ruban de frein est pralablemnent traité par sablage avant l'application de la couche.de friction. L'invention est expliquée plus en détail ci-des- sous à l'aide d'un exemple de réalisation illustré au des- sin annexé sur lequel: la figure 1 est une vue de dessus d'un tambour de frein relié de manière fixe en rotation à un arbre et sur lequel est monté un ruban de frein; et la figure 2 est une coupe suivant la ligne II- II de la figure 1. L'exemple de réalisation représenté montre dans son principe la disposition d'une bande d'enroulement élas- tique ou ruban de frein 1 sur un tambour de frein 2 qui est relié de manière fixe en rotation & un arbre -rotatif 3. A- cette fin l'extrémité libre de l'arbre 3 est réalisée en tant qu'axe fileté 4 qui passe à travers le fond 5 du tam- bour de frein 2 et porte un écrou 6 au moyen duquel le tambour de frein est assujetti de manière fixe en rotation à l'arbre 3 (figure 2). Afin d.e transmettre des couples de freinage importants il est avantageux de permettre à l'ar- bre 3 et au tambour de frein 4 de s'engager en outre l'un dans l'autre en liaison de forme dans la direction périphé- rique. Le tambour de frein 2 réalisé dans l'exemple de réalisation sensiblement en forme de pot présente une paroi 8 disposée coaxialement à l'axe de rotation 7 et dont la face extérieure 9 constitue la surface de frein faisant face au ruban de frein 1. Le ruban de frein flexible 1 est constitué par une matière élastique à ressort, comme par exemple de l'acier (V2A) non allié oU allié ou du CK75. Avantageuàement, la matière constitutive du ruban de frein est celle dénommée Xl2CrNil7.7. Le ruban de frein 1 entoure le tambour de frein 2 de préférence sur un angle supérieur à 27O0, afin d'obtenir une surface de frein active aussi grande- que possible pour un faible volume de construction (figure 1). Dans l'exemple de réalisation représenté l'une 10 des extrémités du ruban de frein 1 est retenue, dans le sens de rotation 12 du tambour de frein 2, par une tige 1l solidài- re du carter, alors que l'autre extrémité 13 présente un oeillet 14 disposé a l'extrémité libre d'une branche tan- gentielle 16 du ruban de frein et dans lequel s'engage une tringlerie d'actionnement de frein. Lorsque l'oeillet. 14 est déplacé par la tringlerie (non représentée) sensible- ment tangentiellement au tambour de frein 2 dans le sens de la flêche 15 le ruban de frein 1 prend appui contre la sur- face de frein 9 du tambour 2 et freine celui-ci. Etant don- né que le sens 'd'actionnement 15 du.ruban de frein 1 et le sens de rotation du tambour de frein 2 sont identiques, la force d'appui du ruban de frein 1 s'intensifie d'elle-mgme. Si l'effort d'actionnement exercé sur l'oeillet 14 tombe & zéro, le ruban de frein tend, en raison de sa matière' de base élastique, a reprendre sa position initiale représen- tée sur la figure 1. Cette force de rappel a pour effet de soulever le ruban de frein 1 du tambour de frein 2 et de le faire revenir dans sa position initiale. Le c6té intérieur 17 du ruban 'de frein, situé en regard de- la surface de frein 9, porte une couche de fric- tion 18 en carbure ou un oxyde (matière céramique). A cet égard il est prévu de preférence du carbure de tungstène ou une matière céramique formée d'oxyde d'aluminium ou de zir- conium. De -la silice peut également être utilisée avanta- geusement en tant que couche de friction. Le ruban de frein servant & présent uniquement de support & la couche, de friction peut Stre un simple acier à ressort non allié; avantageu.sement, des alliages de meil- leure qualité sont utilisés en tant que matière de base de rubans de frein. -Avant l'application de la couche de friction 18 le ruban de frein' est traité pour lui conférer une certaine rugosité en vue d'une bonne adhérence de la couche de fric- tion. De préférence, le cSté intérieur 17 du ruban de frein 1 est soumis a un sablage avant l'application de la couche de friction 18. Pour favoriser l'adhérence de la couche de ' friction au ruban de frein du titane peut avantageusement Ctre ajouté à faible dose à la poudre de départ.constituti- ve de la couche de friction 18. Il est également avantageux d'ajouter & la matière de base du ruban de frein 1 du nic- kei ou de prévoir des couches d'adhérence & base de NICROALI (mélange de nickel, chrome, aluminium et yttrium), qui peut en même temps servir de protecti-oqn contre. -la cor-. rosion puisque la couche de matière céramique appliquée en tant que couche de friction n'est pas totalement étanche. La grosseur de grain de la poudre -à projeter pour former la couche de friction 18 est inférieure à 50 microns et est de préférence comprise entre 30 et 40 microns. La couche de friction 18 présente avantageusement une dureté Vickers d'environ 1500 EV et une épaisseur de par exemple 0,1 mm. La poudre de départ constitutive de la couche de friction est appliquée sur le ruban de- frein 1 par projection thermique, terme par lequel il convient d'entendre tant la projection au plasma que la projection & - la flamme. Le fait de revêtir selon la présente invention le ruban de frein d'un carbure ou d'un oxyde formant matière céramique assure, pour une haute résistance à l'usure, des temps de freinage courts (de l'ordre de fractions de seconde), qui même en cas de contact avec de l'huile, en particulier le lubrifiant du moteur a combustion interne entraînant la scie a moteur à chaîne, ne se trouvent pas sensiblement prolongés. REVENDICATIONS 1 - Ruban de frein pour scies a moteur à chaîne qui, en vue d'être appliqué sur un élément de construction rotatif, à freiner, du mécanisme de commande de la chaîne- coupante, entoure cet élément constitutif sur un certain angle d'enroulement et est constitué par une matière élas- tique procurant une force de rappel, caractérisé en ce que le ruban de frein (1) présente sur son c8tê frottant (17) faisant face audit élément constitutif (2), une couche de friction (18), appliquée par voie thermique, en carbure ou une matière céramique du genre oxyde. 2 - Ruban de frein selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la couche de friction (18) est a base de carbure de tungstène ou de carbure de silicium. - 3 - Ruban de frein selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que la couche de friction (18) est à base d'un oxyde de l'aluminium, du zirconium ou du silicium. 4 -=Ruban de frein selon l'une quelconque des re- vendications.précédentes, caractérisé en ce que la poudre à projeter pour former 1a couche de friction (18) presente une grosseur de grain inférieure & 50 microns, de préféren- ce comprise entre 30 et 40 microns. - Ruban de frein selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de friction (18) est appliquée par projection au plasma. 6 - Ruban de frein selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que la couche de friction (18) présente une dureté Vtickers d'environ 1500 mV.- 7 - Ruban de frein selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de friction (18) est- d'environ 100 microns. 8 - Ruban de frein selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'à la poudre de départ constitutive de la couche de frictiqon (18) est ajouté du titane.. 9 - Ruban de frein selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que la matière constitutive du ruban de frein est du X12CrNil7.7 et en ce que le c8té frottant (17) du ruban de frein (1) est préala- blement traité par sablage avant l'application de la couche de friction (18). - Ruban de frein selon l'une quelconque des re- vendications 1 a 8, caractérisé en ce que la matière con- stitutive du ruban de frein est de l'acier à ressort-non allié et en ce que le c8té frottant (17) du ruban de frein (1) est préalablement traité par sablage avant l'applica- tion'de la couche de friction (18).