Brevet FR2780759A1 — publié le 20000107

L'invention se rapporte à un frein pour dispositif de levage d'une charge, telle la cabine d'un ascenseur. Classiquement, un dispositif de levage comprend une poulie calée en rotation sur un arbre entraîné en rotation par un moyen moteur. Une démultiplication peut éventuellement être prévue entre le moteur et la poulie et/ou l'arbre. Une commande électronique permet de faire varier la vitesse de rotation du moteur que ce soit dans le sens d'une accélération ou dans le sens de son ralentissement. Lorsque la charge s'est arrêtée à la hauteur désirée, il faut l'y immobiliser et, à cet effet, on fait usage d'un frein. Outre cette immobilisation, il faut pouvoir freiner la cabine lorsqu'il se produit un défaut d'entraînement de la charge, par exemple, consécutif à une coupure de courant. On connaît deux types de frein, les freins dits à tambour et les freins dits à disque. L'invention se rapporte plus particulièrement aux freins à disque qui sont notamment plus performants. Classiquement, un frein à disque comprend: - un disque calé en rotation sur l'arbre d'entraînement de la poulie, - en regard des faces opposées du disque, des garnitures de frein et - des moyens moteurs actionnant les garnitures pour, lors du freinage, pincer le disque entre les dites garnitures puis ramener celles-ci en position initiale. Pour le déplacement des garnitures, il est connu de faire appel à des ressorts combinés à au moins un dispositif électromagnétique comprenant une culasse fixe avec son bobinage torique qui, lorsqu'il est alimenté électriquement, attire alors une armature mobile en forme de disque située entre le disque et cette culasse fixe, laquelle armature est donc mobile en translation selon une direction perpendiculaire au plan du disque mais calée en rotation par rapport à la culasse et portant, sur celle de ses faces en regard du disque, la garniture de frein, les susdits ressorts étant, quant à eux, disposés entre la culasse fixe et l'armature mobile, sollicitant ainsi l'armature mobile vers le disque. La force développée par le champs magnétique produit par la bobine est supérieure à celle développée par les ressorts de sorte que, lorsque cette bobine est alimentée, le frein n'est pas activé. Lorsqu'il se produit une rupture de courant, le champs magnétique cesse et les ressorts n'étant plus contrariés, ils repoussent l'armature mobile avec sa ou ses garnitures vers le disque et le frein est donc activé. Les ressorts sont dimensionnés pour stopper la charge avec une progressivité qui dépend des obligations qu'impose la législation nationale. Dans le cas o au moins une partie de la charge pourrait être un être humain occupant une cage d'ascenseur, la législation impose que le système présente une sécurité supplémentaire en cas de défaut de fonctionnement du frein lui- même. Les constructeurs prévoient donc généralement un double système de freinage, c'est à dire un doublement des moyens moteurs. Cela entraîne bien évidemment un surcoût mais également une différence d'efficacité de freinage lorsqu'un seul système fonctionne au lieu des deux. Un des objectifs de l'invention est notamment de proposer une solution technique qui remédie notamment aux inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet un frein à disque comprenant: - un disque dit de freinage calé en rotation sur l'arbre d'entraînement de la poulie, - en regard des faces opposées du disque, des garnitures de frein et - des moyens moteurs actionnant les garnitures pour, lors du freinage, pincer le disque entre les dites garnitures puis ramener celles-ci en position initiale, ces moyens moteurs étant constitués par des ressorts combinés à au moins un dispositif électromagnétique comprenant une culasse fixe avec son bobinage torique qui, lorsqu'il est alimenté électriquement, attire une armature mobile en forme de disque située entre le disque de freinage et cette culasse fixe, laquelle armature est donc mobile en translation selon une direction perpendiculaire au plan du disque mais calée en rotation par rapport à la culasse et portant sur celle de ses faces en regard du disque la garniture de frein, les susdits ressorts, étant quant à eux, disposés entre la culasse fixe et l'armature mobile, sollicitant ainsi l'armature mobile vers le disque, ce frein étant caractérisé en ce que le disque de freinage est libre en translation sur l'arbre sur lequel il est calé en rotation. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-aprés faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ciannexé qui représente schématiquement: - figure 1: un dispositif de levage, - figure 2: un frein, - figure 3: une variante du frein. En se reportant au dessin, on voit que, pour stopper une charge telle celle constituée par la cage d'un ascenseur ou d'un monte charge, on utilise un frein 100. Classiquement, le dispositif 1 de levage de cette charge comprend une poulie 2 calée en rotation sur un arbre 3 entraîné en rotation par un moyen 4 moteur. Classiquement, le frein à disque équipant le dispositif de levage comprend: - un disque 5 dit de freinage calé en rotation sur l'arbre 3 d'entraînement de la poulie, - en regard des faces 6, 7 opposées du disque 5, des garnitures 8 de frein et - des moyens 9, 10 moteurs actionnant les garnitures pour, lors du freinage, pincer le disque entre les dites garnitures puis ramener celles-ci en position initiale, ces moyens moteurs étant constitués par des ressorts combinés à au moins un dispositif 10 électromagnétique comprenant une culasse 11 fixe avec son bobinage notamment torique qui, lorsqu'il est alimenté électriquement, attire une armature 12 mobile en forme de disque située entre le disque 5 de freinage et cette culasse 11 fixe, laquelle armature est donc mobile en translation selon une direction perpendiculaire au plan du disque mais calée en rotation par rapport à la culasse et portant sur celle de ses faces en regard du disque la garniture de frein, les susdits ressorts 9, étant quant à eux, disposés entre la culasse fixe et l'armature mobile, sollicitant ainsi l'armature mobile vers le disque. Selon une caractéristique de ce frein, le disque 5 de freinage est libre en translation sur l'arbre sur lequel il est calé en rotation de sorte que, notamment, lors du freinage, le disque ne sollicite pas l'arbre dans le sens axial ce qui est avantageux pour les paliers sur lequel il est monté. En outre, lorsque le frein comprend deux dispositifs 10 électromagnétiques montés de part et d'autre du disque 5 de freinage, lorsqu'accidentellement, par exemple, lors d'un effet rémanent du champs magnétique, l'une des armatures mobiles reste coincée en position écartée du disque, l'autre armature mobile fonctionnant encore déplace alors le disque vers les garnitures de l'armature coincée accidentellement et pince ensuite le disque. Les surfaces de garniture en contact avec le disque sont identiques que les deux systèmes électromagnétiques fonctionnent ou pas. Les ressorts 9 sont, bien entendu, choisis pour développer une force suffisante dans la plage d'évolution de ceux ci. Les ressorts sont ainsi logés dans des puits 13 que présente la ou les culasses pour être guidés et surtout avec une longueur très supérieure à la course en fonctionnement normal et offrir ainsi une plage de fonctionnement étendue avec une force égale même dans le cas de course double liée à un coincement. En outre, la puissance de freinage est sensiblement identique. En effet, lorsque les deux armatures s'appliquent sur le disque, les forces produites par les ressorts s'annulent partiellement: - les forces produites par les ressorts d'une armature mobile sont en effet de sens contraire de celles produites par les autres ressorts. Lorsqu'un jeu de ressort est accidentellement coincé et ne développe donc plus de forces, l'autre jeu de ressorts développe une force non contrariée. Dans une forme avantageuse de réalisation (figure 3): - d'une part, l'une des garnitures est portée par un support 14 fixe c'est à dire sans moyen moteur et - d'autre part, l'armature mobile en forme de disque est constituée de demi-armatures 12A, 12B mobiles complémentaires comportant chacune ses propres ressorts et sa propre garniture, ces demi- armatures étant déplacées par l'effet du champs magnétique produit par une seule culasse fixe et son bobinage. Cette version est avantageuse car on utilise un seul bobinage tout en préservant le double système de sécurité. Comme signalé précédemment, si par accident, l'une des demi-armatures reste coincée, l'autre peut pousser le disque vers la garniture fixe et freiner l'ensemble. Dans le cas précité, la surface des garnitures de freinage au contact du disque est réduite d'un quart par rapport au fonctionnement normal. Un avantage de ce système de freinage outre sa grande sécurité, il peut être directement monté en bout d'arbre au niveau, par exemple du moteur d'entraînement. L'encombrement est réduit à la taille du disque de freinage. Les risques de dysfonctionnement sont quasi-inexistants. L'entretien est réduit car en principe les garnitures ne s'appliquent sur le disque que lorsque l'arbre est arrêté. Bien entendu, le disque présente des moyens de guidage en translation. Pourra être prévu un moyen ramenant le disque en position dite centrale. Cela pourrait être un jeu de ressorts. REVENDICATIONS 1. Frein pour dispositif de levage d'une charge comprenant: - un disque (5) dit de freinage calé en rotation sur l'arbre (3) d'entraînement de la poulie, - en regard des faces (6, 7) opposées du disque (5), des garnitures (8) de frein et - des moyens (9, 10) moteurs actionnant les garnitures pour, lors du freinage, pincer le disque entre les dites garnitures puis ramener celles-ci en position initiale, ces moyens moteurs étant constitués par des ressorts combinés à au moins un dispositif (10) électromagnétique comprenant une culasse (11) fixe avec son bobinage notamment torique qui, lorsqu'il est alimenté électriquement, attire une armature (12) mobile en forme de disque située entre le disque (5) de freinage et cette culasse (11) fixe, laquelle armature est donc mobile en translation selon une direction perpendiculaire au plan du disque mais calée en rotation par rapport à la culasse et portant sur celle de ses faces en regard du disque la garniture de frein, les susdits ressorts (9), étant quant à eux, disposés entre la culasse fixe et l'armature mobile, sollicitant ainsi l'armature mobile vers le disque, ce frein étant CARACTERISE en ce que le disque (5) de freinage est libre en translation sur l'arbre sur lequel il est calé en rotation. 2. Frein selon la revendication 1 caractérisé en ce que: - d'une part, l'une des garnitures est portée par un support (14) fixe c'est à dire sans moyen moteur et - d'autre part, l'armature mobile en forme de disque est constituée de demi-armatures (12A, 12B) mobiles complémentaires comportant chacune ses propres ressorts et sa propre garniture, ces demi- armatures étant déplacées par l'effet du champs magnétique produit par une seule culasse fixe et son bobinage. 3. Frein selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les ressorts sont logés dans des puits (13) que présente la ou les culasses pour être guidés et surtout avec une longueur trés supérieure à la course en fonctionnement normal et offrir ainsi une plage de fonctionnement étendue avec une force égale même dans le cas de course double liée à un coincement. 4. Frein selon la revendication 1 caractérisé en ce que le disque présente des moyens de guidage en translation. 5. Frein selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un moyen ramenant le disque en position dite centrale.