Brevet FR2641348A1 — publié le 19900706

ENSEMBLE ARBRE ET FREIN A DISQUES A COMMANDE MANUELLE La présente invention concerne un ensemble arbre et frein & BR Divers appareils utilisent une commande annuelle et un système de freinage automatique. I1 s'agit par exemple de motorisations en site et en gisement, notamment de sytemes de suivi d'objectif avec une lunette ou une camera, de systèmes d'arme, d'affût de tir ou de tourelle. Ces systèmes présentent en général, en l'absence d'ordre, un couple résiduel souvent lié à un balourd mécanique. Ils possèdent alors souvent une prise mécanique directe pour la commande manuelle et une commande séparée indépendante pour supprimer l'action du frein. Cette commande peut être réalisée par un ensemble levier-came. Un tel dispositif a deux commAndes indépendantes présente des inconvénients de deux ordres. En premier lieu, il existe une contrainte d'encombrement et d'accessibilité sur l'équipement, de meme qu'une contrainte de masse. En outre, des problèmes d'étanchéité vis à vis des agressions extérieures doivent être résolus. En second lieu, lors de l'utilisation, il est nécessaire de disposer d'une procédure liée à la synchronisation des deux commandes. Le couple moteur risque d'etre mal contrôlé lorsqu'il est important. Dans ce cas, la manutention par un opérateur présente un certain danger et deux opérateurs peuvent etre nécessaires.Il s'agit par conséquent de systèmes dont la rêaisation et l'utilisation sont contraignantes et la sécurité incertaine. Pour supprimer ces inconvénients, l'inventeur a mis au point un système de commande manuelle permettant, par une action unique, de desserrer le frein et de mettre l'arbre en rotation. Ce système de commande manuelle peut constituer la commande principale (et unique > de l'arbre. Il peut aussi servir de commande de secours lors de la défaillance de la commande principale (électrique) de l'arbre. La présente invention a pour objet un ensemble arbre et frein å disques comportant un système de commande manuelle, caractérisé en ce que le système de commande manuelle comporte des moyens permettant de transformer une force extérieure appliquée en force axiale qui soumet le disque de frein mobile (13 > à un mouvement de translation axiale. Dans l'ensemble arbre et frein a disques selon l'lnventlon, le système de commande peut être constitué par des moyens qui permettent de transformer une force extérieure appliquée simultanément en force axiale agissant sur le disque mobile (13) et en couple de rotation mettant l'arbre (9) en rotation autour de son axe. De préférence, lesdits moyens sont constitués par un élément (1) susceptible de recevoir une force extérieure, de la transformer en mouvement de translation axiale et en mouvement de rotation, un élément (2) qui transmet le mouvement de translation au disque mobile de frein (13) par l'intermédiaire d'un élément (3). L'élement (1) peut être constitué par une partie (4 > qui reçoit la force extérieure, une partie (5) qui transforme la force appliquée en La partie (4) peut être un cylindre constituant une prise manivelle. La partie (5) peut être un élément cylindrique comportant, sur sa face latérale, des éléments (6) en relief ou en creux capables de collaborer avec des éléments complémentaires fixés sur l'arbre. La partie (7) peut etre une tige insérée dans l'arbre, arbre et tige étant coaxiaux. L'élément (2) peut être constitué par une pièce métallique traversant l'arbre (9) et capable de coulisser parallèlement à l'axe de l'arbre. L'élément (3) peut etre une bague de friction capable de coulisser sur 11 arbre (9 > . L'invention est décrite plus en détail par référence aux figures suivantes, données a titre illustratif et non limitatif. La figure 1 représente une vue en coupe de l'extrémité d'un arbre nuni d'un systeme de cosAnde selon l'invention. La figure 2 représente une vue suivant F du dispositif de la figure 1. La figure 3 représente une vue en coupe d'un arbre muni d'un système de commande destiné a fonctionner en commande de secours. La figure 4 représente une vue suivant G du dispositif de la figure 3. Sur les figures 1 et 2, l'extrémité d'un arbre (9) est soutenue par un palier (11) et punie d'un système de freinage a disques électromagnétique comportant un disque mobile (13). Le disque fixe de freinage est solidaire de l'arbre (9). Le système de commandé manuelle est constitué par les éléments (1), (2) et (3?. L'élément (1) est constitue par un cylindre (4), un cylindre (5) sur la périphérie duquel sont situées deux doubles rampes (6 > constituées chacune par deux rampes de pas contraire, et par une tige-poussoir (7) solidaire du cylindre (4) par l'intermédiaire de la vis de réglage (8). Une goupille (l4) traverse l'arbre, et ses extrémités émergeant de l'arbre se trouvent dans les raites (6).La goupille présente une ouverture circulaire en son centre pour permettre le passage de la tige-poussoir (7). L'élément (2) est une plaque. L'élément Une fente (10) est menagée dans l'arbre, dans un plan passant par l'axe de l'arbre. Elle reçoit la plaque (2) dans laquelle s'insère la tige-poussoir (7). Les bords de la plaque (2) qui émergent de la fente (10) sont en contact avec une bague de friction (3) entourant l'arbre (9). Un ressort (15), coaxial l'arbre, est maintenu entre le palier (11) et le disque mobile de frein (13). Dans ce dispositif, le cylindre (4) de l'élément (1) joue le rôle de prise de commande. La prise de commande peut recevoir un effort par l'intermédiaire d'une manivelle. La section de la prise de commande sera alors avantageusement carrée. Lorsque la prise de commande (4) n'est pas sollicitée, le ressort (15) transmet un effort axial sur le disque mobile de frein (13) et le maintient contre le disque fixe (12) de freinage solidaire de l'arbre (9). Lorsque la prise de commande (4) est soumise å un couple pur (positif ou négatif)) sans effort axial, ce couple est transmis intégralement & l'arbre moteur par action de la rampe . L' élément (1) dans son ensemble se déplace axialement et se libère de l'entraînement en rotation par la goupille (14). La bague de friction (3) se déplace par l'intermédiaire de la vis (8), de la tige-poussoir (7) et de la plaque C2) jusqu'a venir en contact avec le disque mobile du frein (13). Un réglage est prévu à cet effet au moyen de la vis (8). Dans cette configuration, il est alors possible d'appliquer, sur la prise de conmande (4), un couple positif ou négatif croissant. Dans un premier temps, la rampe (6X, par action sur la goupille (14), provoque un déplacement axial de la bague (3) qui pousse le disque mobile (13) du frein solidaire du stator du moteur. Le frein se libère progressivement. Lorsque le couple d'entraînement appliqué & (4) continue à augmenter, il atteint la valeur du couple de freinage qui diminue; l'arbre moteur reste toujours immobile. Lorsque le couple d'entraînement devient supérieur au couple de freinage, le cylindre (5) a subi d'une part un déplacement en translation par rapport à l'axe de l'arbre et un mouvement de rotation autour de 11 axe de l'arbre. La goupille Ç14) est restee fixe dans l'absolu, mais sa position par rapport la rampe a évolué. La goupille bute contre un flanc de la rampe. Le frein étant desserré, le couple appliqué sur la partie (4) est transmis par le flanc de la rampe & la goupille (14) solidaire de l'arbre (9). L'effort exerce sur la goupille (14) entraîne l'arbre t9) en rotaton. Lorsque le couple d'entraînement est réduit, puis supprimé, les séquences de fonctionnement s'effectuent en sens inverse Jusqu'à immobilisation dans la position initiale. Le cylindre (5) existant dans le dispositif représenté sur les figures 1 et 2 comporte 2 doubles-rampes sur sa périphérie. Toutefois, il est parfaitement possible que le cylindre n'en comporte qu'une seule, ou plus de deux. De même, les rampes telles que représentées sont en creux dans la paroi du cylindre. Dans un autre mode de réalisation, ces rampes peuvent être en relief sur la surface du cylindre. La goupille 14 sera alors remplacée par un index fixé sur l'arbre en aval de l'élément (1). Toute autre variante peut également convenir, du moment qu'elle associe deux reliefs complémentaires. La prise de commande (4) a été représentée avec une section carrée. Cette variante est particulièrement bien adaptée & l'utilisation d'une manivelle pour agir sur le dispositif. Lorsque l'ensemble arbre et frein disques selon l'invention est destiné a être utilise comme commande de secours, il est souhaitable qu'il comporte un ressort (16) autour de l'arbre (9), ce ressort (16) étant maintenu entre le palier (11) et la bague de friction (3). Ce cas est représenté dans les figures 3 et 4. Dans ces figures, les indices représentent les mêmes éléments que pour les figures 1 et 2. Lorsque la prise de commande (4) n'est pas sollicitée, le ressort (16) transmet un effort axial a l'élément (1) par l'intermédiaire de la bague de friction (3), de la plaque (2), de la tige-poussoir (7) et de la vis (8). Il maintient les pieces dans la configuration du schea ou les rappelle dans cette configuration si elles n'y etaient pas. Lorsque la prise de commande (4) est soumise à un couple de rotation, le fonctionnement du système sera analogue å celui décrit précédemment. Toutefois, il faut exercer sur la prise de commande (4), un couple ayant une valeur telle qu'il génère un effort axial supérieur d'abord a celui transmis par le ressort (16), puis à la somme de celui transmis par le ressort (16) et de celui transmis par le ressort (15). L'existence de ce ressort (16) permet d'assurer une parfaite réversibilité de fonctionnement du dispositif. Ce mode de réalisation est particulièrement intéressant lorsque le dispositif est destiné t fonctionner uniquement en commande de secours. En effet en l'absence de tout effort sur la prise de commande (4), le ressort (16) exerce un effort axial qui a pour résultat de désolidariser la bague (3) et le disque mobile de frein (13) et de repositionner la goupille 14 dans la double rampe. L'élément (1) est alors bien fixé sur l'arbre et aucune action de freinage ne s'exerce. Un paramètre important de fonctionnement du système est l'angle des rampes hélicoïdales constituant chacune des doubles-rampes. Cet angle doit être suffisamment grand pour que le ressort (16) puisse vaincre les forces de frottement et assurer la réversibilité des mouvements, lorsque la prise de commande n'est plus soumise & un effort extérieur. De préférence, l'angle de chaque rampe est supérieur a a0. Dans le dispositif tel que représenté sur les figures 3 et 4, le ressort (16) est maintenu d'une part par le disque mobile (13) et d'autre part par le-palier (11) portant l'arbre (9). Il va de soi que ce ressort (16) peut être maintenu par toute butée ou toute cavité située sur l'arbre (9). Le système tel que conçu permet, en une seule opération, en appliquant une force ou un couple un seul organe, de desserrer le frein, puis de mettre l'arbre en rotation tout en maintenant le frein desserre. Dès que l'on cesse d'appliquer la force ou le couple, le frein se serre et la rotation s'arrête. Ce système présente donc une grande sécurité et une grande fiabilité lors de son fonctionnement. Les fonctions de desserrage du frein et d'entrainement en rotation sont réalises l'aide d'éléments peu encombrants. I1 est d'une grande souplesse d'utilisation car il permet les deux sens de rotation. L'ensemble arbre et frein à disques de l'invention est utile pour des motorisations en site et en gisement, et plus particulièrement pour les motorisations de systèmes de suivi d'objectif, par exemple avec une lunette ou une caméra, ou de systèmes d'arme, d'afftt de tir ou de tourelle. REVEXDICATIDJS 1. Ensemble arbre et frein à disques comportant un système de commande manuelle, caractérisé en ce que le système de conande manuelle comporte des moyens permettant de transformer une force extérieure appliquée en force axiale qui soumet le disque de frein mobile (13) à un mouvement de translation axiale. 2. Ensemble arbre et frein à disques selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens permettent de transformer une force extérieure appliquée simultanément en force axiale agissant sur le disque mobile (13) et en couple de rotation mettant l'arbre (9) en rotation autour de son axe. 3. Ensemble arbre et frein a disques selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par un élément (1) susceptible de recevoir une force extérieure, de la transformer en mouvement de translation axiale et en mouvement de rotation, un élément (2) qui transmet le mouvement de translation au disque de frein (13) par l'intermédiaire d'un élément (3). 4. Ensemble arbre et frein a disques selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément (1) est constitué par une partie (4) qui reçoit la force extérieure, une partie (5) qui transforme la force appliquée en (4) en effort axial et en effort de rotation, une partie 7) qui transmet l'effort de translation à l'élément (2). 5. Ensemble arbre et frein a disques selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie (4) est un élément cylindrique constituant une prise manivelle. 6. Ensemble arbre et frein à disques selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la partie (5) est un élément cylindrique comportant sur sa face latérale, des éléments (6) en relief ou en creux capables de collaborer avec des éléments complémentaires fixés sur l'arbre. 7. Ensemble arbre et frein à disques selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la partie (7) est une tige insérée dans l'arbre (9), tige et arbre étant coaxiaux. 8. Ensemble arbre et frein à disques selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'élément (2) est constitué par une pièce traversant l'arbre et capable de coulisser parallèlement à l'axe de l'arbre. 9. Ensemble arbre et frein à disques selon l'une quelconque des revendications 3 a 8, caractérisé en ce que l'élément (3) est une bague de friction capable de coulisser sur l'arbre (9). 10. Ensemble arbre et frein a disques selon l'une des revendications 3 a 9, caractérisé en ce que l'arbre (9) comporte, a son extrémité libre: - un élément constitué par un cylindre (4), un cylindre C5) sur la périphérie duquel est située au moins une double-rampe (6) constituée par deux rampes de pas contraire, les deux cylindres étant coaxiaux, et d'une tige-poussoir (7) solidaire du cylindre (4) par l'intermédiaire de la vis de réglage (8), une goupille (14) dont les extrémités émergeant de l'arbre sont situées dans les rampes;; - une plaque (2) qui traverse l'arbre par une ouverture longitudinale (10) passant par l'axe, la tige-poussoir (7) étant insérée dans la plaque (2) qui est emmanchée sur l'arbre t9) et une bague de friction (3) en contact avec les bords de la plaque (2) qui émergent de l'ouverture (10). 11. Ensemble arbre et frein à disques selon l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce qu'un ressort (16) entourant l'arbre (9) est maintenu entre le palier (11) maintenant l'arbre et la bague de friction 3. 12. Ensemble arbre et frein à disques selon l'une des revendications 1 & 10, caractérisé en ce que le frein est un frein à disques à commande électromagnétique. 13. Utilisation d'une ensemble arbre et frein à disques selon la revendication 12, comme commande de secours. 14. Système de suivi d'objectif avec une lunette ou une caméra, caractérisé en ce que sa motorisation comporte un ensemble arbre et frein à disques selon ltune quelconque des revendications 1 à 12. 15. Système portant une arme, un affût de tir ou une tourelle, caractérisé en ce que sa motorisation comporte un ensenble arbre et frein a disques selon l'une quelconque des revendications 1 12.