Brevet FR2679970A1 — publié le 19930205

Frein à ruban L'invention concerne un frein à ruban pour freiner et arrêter des appareils, en particulier des tondeuses à gazon, entraînées par un moteur à combustion interne5 couplé à cet appareil et présentant une installation d'allumage pour le moteur à combustion interne, avec une roue magnétique, montée tournante sur un carter de moteur et entraînée par le moteur à combustion interne. Le document DE 29 19 068 Al décrit une tondeuse à gazon comportant un dispositif de freinage se présentant sous la forme d'un disque de frein, relié rigidement à l'axe porte-lame A l'aide d'un plateau d'embrayage, déplaçable axialement sur le carter tout en étant bloqué en rotation, l'axe porte-lame peut être couplé15 mécaniquement au moteur à combustion interne Par libération de ce qu'on appelle un "levier d'homme mort", l'embrayage est désaccouplé, le plateau d'embrayage venant alors en appui sur le disque de frein et provoquant ainsi l'arrêt de l'axe porte-lame Simultanément, le papillon20 des gaz du carburateur est placé en position de ralenti. Dans cette solution, il est désavantageux, outre que le coût de construction soit relativement élevé, qu'il y ait un certain risque résiduel, du fait que le moteur continue à tourner, avec possibilité d'un accouplement intempestif du moteur encore en rotation et de l'axe porte-lame. Les freins à ruban sont connus dans les scies à chaîne, qui ne doivent pas continuer à défiler une fois qu'elles ne sont plus en charge, ceci pour des raisons de sécurité Les freins à ruban agissent sur l'embrayage30 centrifuge interposé entre moteur et chaîne de scie, de sorte qu'ici également est certes assuré un arrêt de la chaîne de scie, mais cependant pas une interruption du moteur qui continue à fonctionner, de sorte que le risque de redémarrage intempestif de la chaîne de scie n'est pas35 complètement exclu. L'invention a pour but de fournir un frein à ruban pour freiner et arrêter des appareils, en particulier des tondeuses à gazon, frein qui assure, pour une dépense de construction supplémentaire faible, une fiabilité du5 freinage et de la mise à l'arrêt de l'appareil, sans risque d'un redémarrage. Ce problème est résolu par le fait que le ruban de frein du frein à ruban passe autour de la roue magnétique, que des moyens sont prévus, qui maintiennent le ruban de10 frein ( 1) lorsque le frein à ruban n'est pas actionné, à une distance pratiquement régulière de la face d'appui du ruban de frein sur la roue magnétique, et que le moteur à combustion interne est couplé mécaniquement en permanence à l'appareil. Selon l'invention, la périphérie extérieur de la roue magnétique est utilisée comme face d'appui pour le ruban de frein, de sorte qu'on fait l'économie d'un tambour de frein séparé Dans le cas o le diamètre extérieure est relativement grand, la roue magnétique est20 construite à priori de façon à être mécaniquement suffisamment stable, du fait qu'elle doit porter un balourd, à savoir l'aimant Cet aimant sert usuellement à la production de la tension d'induction de la bobine primaire de l'installation d'allumage, de sorte que25 l'appareil fonctionne également sans batterie Du fait que le diamètre de la roue magnétique est relativement grand, elle peut être freinée rapidement par le ruban de frein, sans trop de sollicitation du matériau Du fait que l'embrayage est en liaison mécanique permanente avec le30 moteur à combustion interne et l'appareil, en particulier l'axe porte-lame, tant l'appareil qu'également le moteur à combustion interne peuvent être freinés et arrêtés par le frein à ruban Les risques venant d'un moteur qui continue à tourner sont de ce fait éliminé Il est assuré d'avoir une construction simple, avec un fonctionnement fiable, en particulier pour une longue durée d'arrêt du ruban de frein, par le fait que, lorsque le frein à ruban n'est pas actionné, le ruban du frein se trouve maintenu pratiquement à une distance régulière de la face d'appui du ruban de frein De cette manière, on peut utiliser5 également un ruban de frein relativement long, qui s'étend, de préférence, sur-une plage angulaire supérieure à 1800 autour de la roue magnétique, avec un effet de freinage d'efficacité correspondante, sans qu'il y ait risque que, lorsque le frein à ruban n'est pas actionné,10 il se produise en tel ou tel endroit un contact avec la face d'appui de la roue magnétique, avec une usure consécutive à ce contact. Pour assurer, à l'aide de moyen de construction simples, la régularité de l'espacement entre le ruban de frein et la face d'appui sur la roue magnétique, il est proposé que les moyens présentent au moins une face d'appui pour le frein à ruban, qui est réalisée sur le carter de moteur, concentrique par rapport à l'axe de la roue magnétique En variante à cela, il peut également20 être prévu que les moyens soient formés par plusieurs saillies de carter, disposées autour de la roue magnétique, chacune avec une face d'appui pour le ruban de frein, sur un arc de cercle concentrique par rapport à l'axe de la roue magnétique, commun à l'ensemble des25 saillies Le fait que la au moins une surface d'appui soit disposée concentriquement à l'axe de la roue magnétique, pour le ruban de frein, respectivement le fait que les faces d'appui des saillies de carter soient disposées concentriquement de la même manière, empêche que le ruban30 de frein soit en un point plus éloigné de la face d'appui, sur la roue magnétique, que l'espacement régulier prédéterminé, avec pour conséquence que le ruban se déplace plus pres de la roue magnétique en un autre endroit pour opérer une compensation de cette variation de35 courbure locale, et, le cas échéant, vienne en contact avec elle, ce qui aurait pour conséquence une augmentation de l'usure La face d ' appui ne doit pas s'étendre sur la totalité de la plage angulaire d'appui, du fait que le ruban de frein présente en général une certaine rigidité en flexion, menant à une régularité de la courbure.5 Pour assurer une mise hors service immédiate du moteur à combustion interne, en cas d'actionnement du frein à ruban, il est proposé que le frein à ruban soit couplé à un interrupteur d'allumage, en vue d'interrompre le courant d'allumage lorsque le frein à ruban est10 actionné. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu un levier d'actionnement, maintenant une extrémité du ruban de frein et maintenant, dans une position de disponibilité au freinage, le ruban15 de frein à distance de la face d'appui sur la roue magnétique et qui, lors du passage en une position de freinage tire sur le ruban de frein, dans une direction tangentielle à la face d'appui, en vue d'obtenir un appui du ruban de frein sur la face d'appui.20 Il est en même temps proposé que, dans la position de disponibilité au freinage, l'interrupteur d'allumage soit maintenu par le levier d'actionnement en position de contact fermé, en vue de provoquer une interruption immédiate de l'allumage lors du déplacement du levier25 d'actionnement de la position de disponibilité au freinage, en direction de la position de freinage Grâce à cette disposition, il est assuré que l'allumage est interrompu aussi précocement que possible, notamment déjà avant l'appui de freinage du ruban de frein sur la face30 d'appui. Afin, après libération d'un organe de manoeuvre manuel relié au levier d'actionnement, afin d'assurer automatiquement le freinage et la mise à l'arrêt de l'appareil, un élément de précontrainte est utilisé pour35 produire la précontrainte du levier d'actionnement en direction de la position de freinage L'élément de précontrainte est précontraint de telle façon que la force de freinage du frein à ruban suffise pour freiner dans le temps prescrit les masses tournantes de l'appareil, en particulier la lame de la tondeuse à gazon, ainsi que de5 freiner le moteur à combustion interne, couplé à cette lame mécaniquement, en particulier rigidement. Il est avantageux d'utiliser un ruban de frein nu, sans aucune garniture, car il remplit entièrement les conditions posées, tout en étant économique à fabriquer et10 peu encombrant, dans la mesure o l'on a fait un choix correct pour le matériau et le diamètre. De préférence, le ruban de frein est composé en matière synthétique et la roue magnétique est une pièce en acier ou une pièce en zinc, moulée par injection On15 obtient des temps de freinage particulièrement courts lorsque le ruban de frein est composé en matière synthétique renforcée par des fibres orientées. On bénéficie d'un couplage aussi bon des matériaux lorsque le ruban de frein est composé d'un matériau à base d'acier non magnétisable et que la roue magnétique est composée en aluminium ou en alliage d'aluminium. Le ruban de frein nu et ainsi particulièrement mince est disposé à une distance faible mais régulière le long de la périphérie extérieur de la roue magnétique,25 lorsqu'on est dans la position de disponibilité C'est pourquoi le faible encombrement est également avantageux, parce qu'il est possible alors d'opérer une conversion d'une gamme de construction déjà en production, pour installer le frein à ruban selon l'invention En cas de30 besoin, on peut également fabriquer le même appareil à volonté, avec ou sans frein à ruban La régularité de l'espacement entre le ruban de frein et la roue magnétique est obtenue par des saillies du carter ou des nervures, dont le contour concentrique peut exister dans le moule de35 fonderie du carter, ou y être usiné ultérieurement dans un tour ou une machine d'usinage analogue Enfin, le moteur à combustion interne équipé du frein à ruban selon l'invention peut au choix être utilisé pour divers appareils, o la fonction souhaitée, à savoir le freinage et la mise à l'arrêt tant du moteur à combustion interne5 qu'également de l'appareil spécifique relié rigidement au moteur à combustion interne est toujours assurée. L'invention est expliquée ci-après à l'aide de deux exemples de réalisation, représentés sur le dessin, dans lequel:10 la figure 1 représente une vue de face simplifiée d'une roue magnétique pourvue du frein à ruban selon l'invention, la figure 2 représente une coupe suivant la ligne II-II de la roue magnétique selon la figure 1, avec une légère variante du levier d'actionnement. Sur les figures, on désigne par la référence 1 un frein à ruban et par la référence 3 une roue magnétique d'un moteur à combustion interne Ces deux éléments20 forment un dispositif de freinage se présentant sous la forme d'un frein à ruban 10, dont l'action est provoquée par un levier d'actionnement ayant la forme d'un levier à double bras 13, monté dans un carter 21 de moteur, dans un centre de rotation 5 Sur la branche courte du levier 13,25 depuis le point de rotation 5, un ruban de frein 1 est relié, en un point d'accrochage 11, au levier 13 d'o le ruban 1 est passé autour de la roue magnétique 3, à une distance a, en l'entourant sur à peu près deux tiers de sa circonférence et en étant accroché à un point fixe 15,30 dans le carter 21 de moteur Sur sa longueur enveloppant la roue magnétique 3, la distance a entre le ruban de frein et la surface périphérique, réalisés sous forme de face d'appui 25, de la roue magnétique 3, dans la position de libération, est garantie par des saillies de carter 17,35 maintenant un écartement, ou par d'autres formations réalisées sur le carter, telles que par exemple par le contour de carter 19 ou par une nervure circulaire, entre autres, faisant qu'il y a une course d'engagement relativement courte, dans la mesure o la distance a est maintenue à une valeur suffisamment petite Sur la branche5 longue du levier 13 est disposé un oeillet d'accrochage 23 pour un élément de précontrainte se présentant sous la forme d'un ressort de traction 7, dont l'autre extrémité est fixée sur le carter 21 et qui est monté avec une certaine précontrainte de traction Ce ressort de traction10 7 agit contre un câble de traction 9, qui est fixé au point d'accrochage 25 sur le levier 13 Le câble de traction 9 est relié à un organe de manoeuvre manuel de l'appareil, qui le libère lorsque l'utilisation voulue ou intempestive est introduite par le relâchement de cet15 organe Outre l'allongement du ruban de frein 1, la distance a est responsable en premier lieu du mouvement du levier et de la course morte, ce pourquoi on tente de la rendre aussi petite que possible. Lors de la libération, respectivement du relâchement de l'organe de manoeuvre, le ressort de traction 7 tire le levier 13 hors de la position 13 ' représentée en trait interrompu et passe dans la position 13 " représentée en trait plein Le ruban de frein 1 se place le long d'une circonférence de la roue, faisant plus de la moitié (angle d'enlacement a supérieur à 180 ) autour de la roue magnétique 3 et provoque, suivant la précontrainte du ressort de traction 7, un temps de ralentissement reproductible de l'appareil, chaque fois associé à une vitesse de rotation et à une charge30 entraînée déterminées. La roue magnétique 3 fait partie d'une installation d'allumage du moteur à combustion interne et, à cette fin, est pourvu le plus souvent seulement d'un seul aimant 27, situé en une position circonférentielle déterminée Il coopère avec une bobine d'induction, localement fixe, dont le noyau 29 avec le bobinage 31, sont représentés symboliquement sur la figure 1 Le bobinage 31 sert d'enroulement primaire à une bobine d'allumage Dans le mode de construction représenté, le noyau 29 se trouve à l'extérieur de la roue magnétique 3.5 D'autres types de construction sont également utilisables, pour lesquels la roue magnétique est réalisée sous forme de roue creuse et en agençant le noyau 29 à l'intérieur de la roue creuse Indépendamment du type de construction, l'aimant 27 produit lors de son passage sur le noyau 2910 une tension d'induction correspondante, exploitée pour l'allumage La roue magnétique 3 peut, suivant la figure 2, être enfichée directement sur une extrémité extérieure 32 d'un vilebrequin du moteur à combustion interne non représenté et monté bloqué en rotation, par exemple à l'aide d'une douille à écartement 34 fendue, pressée par un écrou 36 vissé sur une section filetée 37 de l'extrémité de vilebrequin 32, contre une section de cône d'écartement 38 de l'extrémité de vilebrequin 32 La douille à écartement 34 est pressée, ce qui s'accompagne20 d'une augmentation de l'écartement, contre une face périphérique intérieure 40 étagée d'un alésage central de la roue magnétique 3 Ceci donne un maintien fiable entre extrémité de vilebrequin 32 et roue magnétique 3 A des fins de refroidissement, la roue magnétique tournant25 autour de l'axe 42 peut être pourvue de pales d'aération 44. Le levier d'actionnement 113 de la figure 2 se distingue légèrement du levier 13 de la figure 1, par le fait qu'il est réalisé en deux parties Un boulon de30 palier 115 étagé est monté tournant, avec une section médiane 117, dans une ouverture de palier correspondante du carter 21 de moteur Sur son côté gauche de la figure 2, le boulon 115 porte une saillie 121, disposée excentrique par rapport à l'axe de boulon 119, qui est saisi comme une boucle par l'extrémité de ruban de frein 123 et, avec un effet de fixation, par une goupille 125 ou analogue. L'extrémité de droite, sur la figure 2, du boulon est liée en rotation à une partie de levier à double bras 127, dont l'extrémité inférieure est couplée au câble de traction 9 et le ressort de traction 7 agissant sur son extrémité supérieure. Pour obtenir, par le relâchement de l'organe de manoeuvre manuelle (levier d'homme mort), non représenté et agissant sur le câble de traction 9, une interruption immédiate de l'allumage du moteur à combustion interne, à savoir avant que le ruban de frein 1 vienne en appui sur la face d'appui 25 de la roue magnétique 3, un interrupteur d'allumage est monté à l'endroit approprié et15 ne permet l'allumage que lorsque le frein à ruban 10 n'est pas actionné Sur la figure 1, est indiqué un interrupteur d'allumage 50 de ce type, qui coopère avec le levier 13, dans sa position de disponibilité (position 13 ') Dès que le câble de traction 9 est relâché, le ressort 7 tire le20 levier 13 en direction de la position de freinage (position 13 "), avec pour conséquence que l'interrupteur d'allumage 50 commute et que l'allumage est aussitôt coupe. L'invention décrite ci-dessus met donc à disposition un frein à ruban pour mettre à l'arrêt un groupe entraîné par un moteur à combustion interne, en particulier une tondeuse à gazon, le groupe devant être mis à l'arrêt après le déclenchement, c'est-à- dire après un temps de ralentissement court prédéterminé, ceci pour30 des raison de sécurité L'utilisation du frein à ruban, qui coopère directement avec la roue magnétique, est couplé au courant d'allumage du moteur à combustion interne, de telle façon que simultanément au déclenchement du moteur à combustion interne, l'effet de freinage entre35 en jeu, provoqué par la libération d'un câble de traction, sous l'effet d'un ressort de traction De plus, l'agencement équidistant d'un ruban de frein dans la position de disponibilité au freinage, pendant le fonctionnement, obtenu au moyen de la réalisation correspondante du carter, est assuré autour de la roue magnétique, avec pour avantage un faible encombrement, ce à quoi contribue également la réalisation sans garniture du ruban de frein. il REVENDICATIONS 1 Frein à ruban ( 10) pour freiner et arrêter des appareils, en particulier des tondeuses à gazon, entraînés par un moteur à combustion interne couplé à cet5 appareil et présentant une installation d'allumage pour le moteur à combustion interne, avec une roue magnétique ( 3), montée tournante sur un carter de moteur ( 21) et entraînée par le moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le ruban de frein ( 1) du frein à ruban ( 10) passe autour10 de la roue magnétique ( 3), en ce que des moyens sont prévus, qui maintiennent le ruban de frein ( 1) lorsque le frein à ruban ( 10) n'est pas actionné, à une distance (a) pratiquement régulière de la face d'appui ( 25) du ruban de frein ( 1) sur la roue magnétique ( 3), et en ce que le15 moteur à combustion interne est couplé mécaniquement en permanence à l'appareil. 2 Frein à ruban selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens présentent au moins une face d'appui ( 25) pour le frein à ruban, qui est réalisée20 sur le carter de moteur ( 21), concentrique par rapport à l'axe de la roue magnétique ( 42). 3 Frein à ruban selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens sont formés par plusieurs saillies de carter ( 17), disposées autour de la roue25 magnétique, chacune avec une face d'appui pour le ruban de frein ( 1), sur un arc de cercle concentrique par rapport à l'axe de la roue magnétique ( 42), commun à l'ensemble des saillies ( 17). 4 Frein à ruban selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face d'appui ( 25) du ruban de frein ( 1) s'étend sur la roue magnétique ( 3), sur une plage angulaire (a) supérieure à 1800. Frein à ruban selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le frein à ruban ( 10) est couplé à un interrupteur d'allumage ( 50), en vue d'interrompre le courant d'allumage lorsque le frein à ruban ( 10) est actionné. 6 Frein à ruban selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un levier d'actionnement, maintenant une extrémité du ruban de frein ( 1) et maintenant, dans une position de disponibilité au freinage ( 13 '), le ruban de frein ( 1) à distance (a) de la face d'appui ( 25) sur la roue magnétique ( 3) et qui, lors du passage en une position de freinage ( 13 ") tire sur le10 ruban de frein ( 1), dans une direction tangentielle à la face d'appui ( 25), en vue d'obtenir un appui du ruban de frein ( 1) sur la face d'appui. 7 Frein à ruban selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que, dans la position de disponibilité au freinage ( 13 '), l'interrupteur d'allumage ( 50) est maintenu par le levier d'actionnement ( 13) en position de contact fermé, en vue de produire une interruption immédiate de l'allumage lors du déplacement du levier d'actionnement ( 13) de la position de20 disponibilité au freinage ( 13 '), en direction de la position de freinage ( 13 "). 8 Frein à ruban selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de précontrainte ( 7), destiné à produire la précontrainte du levier d'actionnement ( 13) en direction de la position de freinage ( 13 "). 9 Frein à ruban selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ruban de frein ( 1) est réalisé sans aucune garniture.30 10 Frein à ruban selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ruban de frein ( 1) est composé en matière synthétique et en ce que la roue magnétique ( 3) est une pièce en acier ou une pièce en zinc, moulée par injection. 11 Frein à ruban selon la revendication 10, caractérisé en ce que le ruban de frein ( 1) est composé en matière synthétique renforcée par des fibres orientées. 12 Frein à ruban selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le ruban de frein ( 1) est composé en un matériau à base d'acier non magnétisable et en ce que la roue magnétique ( 3) est composée en aluminium ou en alliage d'aluminium. 13 Frein à ruban selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le levier d'actionnement ( 13) est composé en matière synthétique. 14 Frein à ruban selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la roue magnétique ( 9) est réalisée avec des pales de ventilation ( 44). Tondeuse à gazon avec un frein à ruban ( 10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.