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FREIN OU ACCOUPLEMENT A FRICTION ACTIONNE,PAR PRESSION D'AIR OU DE LIQUIDE.
L'invention a trait à un frein ou à un accouplement à friction actionné par pression d'air ou de liquide, dans lequel un corps creux, élas- tique, annulaire, est prévu entre deux corps annulaires, l'un de ceux-ci, ou les deux, étant pressés respectivement contre un ou deux disques à friction, lors-de l'extension du corps creux.
Dans les dispositifs connus de cette espèce, le corps creux par- ticipe à la rotation des éléments à accoupler, L'amenée de l'agent sous pres- sion doit donc se faire à partir de l'axe avec lequel tourne le corps creux.
Cet axe présente, à cet effet, un alésage centrale servant comme conduite d'amenée pour l'agent sous pression, alésage auquel se relie, à l'extrémité libre de l'arbre, une conduite d'amenée fixe. La liaison entre la partie fixe et la partie rotative de la conduite d'amenée cause de notables difficul- tés lorsque, à l'endroit de liaison, les pertes d'air ou de liquide doivent être évitées. Les mêmes obstacles se présentent dans le raccordement du corps creux à l'ouverture de sortie de l'agent sous pression dans l'arbre.
Selon l'invention, le corps creux et les corps annulaires influ- encés par lui sont prévus exempts de toute rotation. La conduite d'amenée pour l'agent sous pression peut, dans ce cas, être reliée au corps creux, sans intervention de parties rotatives de conduite, si bien qu'aucune perte d'agent sous pression ne peut se produire dans la conduite d'amenée. Pour le raccordement de la conduite d'amenée, on peut choisir un endroit du corps creux facilement accessible.
Un autre avantage de 1-'agencement fixe du corps creux réside dans le fait que l'on peut laisser s'écouler l'agent soue pression périodiquement
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ou continûment par le corps creux et, ainsi, l'utiliser comme moyen réfrigé- rant.
On peut réaliser le principe de l'invention, par exemple, en pla- çant le corps creux dans un espace creux formé de deux corps annulaires glis- sés l'un dans l'autre, présentant, en coupe transversale, approximativement la forme d'un U. Ces corps annulaires sont montés de telle façon qu'ils ne puissent effectuer aucun mouvement de rotation mais que l'un d'eux au moins soitmobile axialement.
Les figures 1 à 3 des dessins représentent schématiquement un exemple d'exécution d'un frein conforme à l'invention, et ce, partiellement en coupe.
La figure 1 donne une vue en élévation, en direction axiale.
La figure 2 donne une coupe perpendiculaire à la direction mon- trée à la figure 1.
La figure 3 donne, à plus grande échelle, une coupe de la partie supérieure du dispositif montré à la figure 2.
Sur l'arbre 1, à freiner, est disposé le disque de frein 2, le- quel, à ses côtés respectifs, porte des bagues de friction 3 et 4. En vue d'un meilleur refroidissement, les bagues de friction 3 et 4 peuvent être pourvues de moyens de refroidissement. La moiié de gauche de la figure 3 montre des rainues de refroidissement 7, concentriques ou spirales, et la moitié de droite montre des ailettes de refroidissement 8, radiales.
Dans l'espace annulaire 9, formé par les parties 2,3 et 4, sont prévus les corps annulaires 11 et 12, qui portent des garnitures de friction 5 et 6 qui, au moyen des bagues 11a, llb, de même que 12a, 12b, fixées con- centriquement sur eux, forment une enveloppe pour le corps creux 17, confor- mé en tuyau;. Les corps annulaires 11 et 12 sont fixés entre les cornières 13 et 14, au moyen de broches 15 et 16, de façon à pouvoir se déplacer axia- lement mais à ne pas pouvoir tourner. 18 désigne une conduite par laquelle l'agent sous pression puisse être amenéà l'intérieur du corps creux 17.
Tant qu'il n'est pas amené d'agent sous pression dans le corps creux 17, par la conduite 18, le disque de frein 2, avec ses bagues de fric- tion 3 et 4,peut se mouvoir librement par rapport aux parties fixes 5, 6, Il$ et 12. Pour qu'aucune perte par frottement ne se produise, on peut prévoir de légers ressorts de traction entre les parties 11 et 12. Ces ressorts n'ont pas été représentés aux dessins, pour plus de simplicité.
Si le disque 2, et, par suite, l'arbre 1 doivent être freinés, de l'agent sous pression est amené, par la conduite 18, à l'intérieur du tuyau 17. Par le fait que l'enveloppe du tuyau n'est extensible qu'en direction axiale, les corps annulaires 11 et 12, avec leurs garnitures de frain 5 et 6, sont pressés contre les bagues de friction 3 et 4, et, par ce fait, le disque de frein 2 est freiné.
Par suite de la grande surface du corps creux 17, il se produit déjà de très grandes pressions de freinage pour une pression de 1 atmosphère seulement. Le dispositif conforme à l'invention se caractérise, en outre, par sa construction simple- 11 n'est prévu aucune partie mobile pouvant don- ner lieu à des perturbations pendant le fonctionnement. Le dispositif de freinage proprement dit ne comporte aucun point d'articulation. Les corps annulaires s'appuient uniquement sur deux broches. La forme commode du frein de même que son encombrement réduit sont avantageux, aucune partie de la construction ne dépassant du pourtour du disque de frein.
Le cylindre de pression, hydraulique ou pneumatique, qui fournit l'agent sous pression
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pour le frein, peut ou bien se trouver directement au levier à pédale, comme dans un frein à pédale, ou bien être un cylindre de pression commandé par exemple par électro-aimant de freinage. Ce cylindre peut être disposé en tout endroit voulu, indépendamment'- de l'endroit où se trouve le frein. Le corps creux se trouve dans l'espace creux compris entre les dis- ques de pression. Grâce à l'enveloppe d'acier, le corps creux est protégé de façon sûre contre tous endommagements extérieurs; de plus, il n'est pas soumis à d'excessives sollicitations et ne peut éclater. Lors de l'action- nement du frein, l'agent sous pression se répartit dans le corps creux, uni- formément sur tout l'espace creux.
Les garnitures de frein se trouvant de part et d'autre sont donc uniformément sollicitées. Il ne se produit ainsi qu'uns usure minime de la matière du frein de même que du disque de frein.
On peut conformer le frein de telle façon que l'agent pneumatique ou hydrau- lique agisse dans le sens d'un desserrage du frein, tandis que la pression du frein ou de l'accouplement est produite de façon connue, par des moyens mécaniques,par exemple par des ressorts de pression ou des poids. Un el mode de fonctionnement de l'appareil est avant tout souhaité dans les cas où un défaut du frein mènerait à des dommages par suite de manque soudain de l'agent pneumatique ou hydraulique, par exemple par des dérangements du compresseur, comme c'est le cas, par exemple, lors du soulèvement ou de l'a- baissement de charges. Le frein est alors immédiatement actif, si l'agent de pression hydraulique ou pneumatique fait défaut.
Une autre caractéristique de l'invention est que les corps annu- laires influencés par le corps creux sont montés sur une partie tournante de l'appareil, par exemple sur le moyeu du disque de frein ou d'une partie de l'accouplement. De ce fait, il est possible de réunir toutes les parties du frein ou de l'accouplement en''une unité de construction, qui est glissée sur l'arbre à freiner ou à accoupler et est calée avec celui-ci, tandis que les corps annulaires entourant le corps creux sont fixés à une partie fixe de la machine.
La figure 4 du dessin représente un frein qui comporte les deux caractéristiques citées en dernier lieu.
Le disque de frein 20, monté sur le moyeu 19, avec ses garnitures de frein 21, est enfermé par les deux corps annulaires 22 et 23, qui sont montés sur le moyeu 19, par l'intermédiaire de roulements à billes 24 et 25. Les roulements à billes sont conformés de telle façon que les corps an- nulaires puissent se mouvoir axialement.
Les corps annulaires sont garantis contre tous mouvements radiaux par fixation à une partie fixe de la machine.Outre le disque de frein,les corps annulaires entourent le corps creux 26,conformé en tuyau,et ils sont influencés ou poussés l'un vers l'autre par les ressorts de pres- sion 27$ conformés de préférence en ressorts spiraux, à section rectangulaire.Cesres- sorts sont disposés par paire, sur des boulons 28, de part et d'autre des corps annulaires, les boulons 28 étant montés à déplacement axial, entre le disque de frein et le corps creux, dans les corps annulaires. Si le corps creux 26 n'est pas influencé par l'agent sous pression, les corps annulai- res 22 et 23 agissent sur le disque de frein 20.
Si le frein doit être des- serré, de l'air sous pression ou un autre agent sous pression est amené au corps creux 26, par la conduite 29, d'où les corps annulaires 22 et 23 sont écartés l'un de l'autre à l'encontre de l'action des ressorts'27 et d'où le disque de frein est libéré. 'Grâce aux bagues 30 et 31, le corps creux ne peut s'étendre qué dans la direction désirée. Pour le dégagement de la cha- leur du frein, les corps annulaires 22 et 23 présentent des ailettes de re- froidissement 32.
Au lieu de servir de frein, comme dans les exemples de réalisa- tion représentés aux figures 1 à 4, le dispositif peut également servir d'ac- couplement. Selon l'invention, on atteint ce but en formant la partie tour- nante du dispositif, de disques de friction disposés sur des axes séparés, disques de friction qui peuvent être réunis en vue du frottement ou séparés
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l'un de l'autre par modification du volume du corps creux. Lorsqu'on emploie deux disques de friction de ce genre, ceux-ci peuvent être fixés sur leurs axes de façon à ne pas se déplacer. Dans ce cas, le frottement est produit par des bagues de friction tournantes, dont la distance se modifie avec le volume du corps creux.
Dans un autre mode de réalisation, on monte, dans le cas d'un accouplement à deux disques, au moins l'un des disques de friction déplagable sur son axe et on le soumet à l'influence d'une force, par exemple d'un ressort, par laquelle les deux disques de friction sont influencés ou poussés l'un vers l'autre. Dans ce cas, le frottement est produit par cette force, tandis que la modification du volume du corps creux sert à supprimer le contact produit par cette force.
Un exemple de réalisation de la dernière forme citée de l'objet de l'invention est représenté à la figure 5. Les deux disques de friction sont ici désignés par 33 et 34. Le disque 33 est calé sur l'axe 35, tandis que le disque 34 est monté sur l'axe 36 de façon à ne pas pouvoir tourner mais à pouvoir se déplacer par glissement et se trouve sous l'influence d'un ressort 37,-parlequel lesgarnitures de friction 33a et 34a sont poussées l'une contre l'autre.
Le corps creux 38 est enfermé par les deux disques an- nulaires 39 et 40, comme dans une boite, lesdits disques annulaires 39 et 40 pouvant agir sur les disques de friction par l'intermédiaire des roulements à billes 41 et 42. Tant qu'il n'est pas amené d'agent sous pression au corps creux, les disques se trouvent en relation de frottement par suite de l'action du ressort 37.
Si cette relation et, par suite, l'accouplement doivent être supprimés, de l'agent sous pression est amené dans le tube, par une conduite d'amenée non représentée, ledit tube ne pouvant s'étendre qu'en direction axiale, par suite de la conformation en boite des disques annulaires, et sé- parant l'un de l'autre, par déplacement, par l'intermédiaire des roulements à billes 41 et 42, les disques de friction 33 et 34. Pour rétablir le frot- tement, on supprime la pression dans le corps creux, par retour de l'agent sous pression.
Pour supprimer le frottement, on peut, au lieu de procéder par ac- croissement du volume du corps creux, procéder également de la façon inverse, en prévoyant le ressort de telle façon qu'il ait tendance à séparer l'un de l'autre les disques de friction et en disposant la partie non rotative du dispositif, par exemple au côté du disque de friction déplagable opposé au disque de friction non déplaçable, de telle façon qu'elle soit poussée vers le disque de friction non déplaçable, par accroissement du volume du corps creux, à l'encontre de l'action du ressort.
Pour que l'on puisse également employer comme agent de refroidissement, l'agent sous pression par lequel 'est actionné le frein ou l'accouplement, il suffit de prévoir une conduite d'écoulement ou de dégagement approximativement vis-à-vis de l'endroit où la conduite d'amenée 18 (fig. 3) débouche dans le corps creux 17. Il est alors possible de faire écouler périodiquement ou de façon continue, l'agent sous pression, soit de l'air ou un liquide, à travers le corps creux, et par suite, de produire avec sécurité le dégagement de la chaleur produite par le frottement. A la conduite de dégagement peut être prévue une soupape de surpression, qui est réglée sur la pression de fonctionnement du frein.
Si de l'agent sous pression est amené dans le corps creux 17 par la conduite 18, il se produit dans ledit corps creux un accroissement de pression attei- gnant le niveau de la pression déterminée par la soupape de surpression et, par suite, le frein est actionné. L'agent sous pression en excès s'écoule par -la soupape de surpression et provoque le refroidissement. L'effet de refroidissement répond également à la mesure du passage ainsi produit de l'a- gent sous pression par le corps creux.
Si l'on néglige la soupape de surpression, il est également pos- sible de faire écouler'l'agent sous pression pratiquement sans pression par le corps creux. Si, dans ce cas, le frein ou l'accouplement doit être ac- tionné, il suffit d'étrangler plus ou moins la conduite de dégagement, de telle façon qu'il se produise une élévation de la pression dans le corps creux
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et qu'ainsi, le frein devienne actif.
Dans un tel dispositifune quantité relativement grande d'agent sous pression ou de refroidissement est naturellement nécessaire, quantité qui ne peut pas être donnée par le cylindre de frein habituel. Dans ce cas, on doit prévoir des dispositifs convenables, tels que pompes et dispositifs analogues, qui mettent l'agent sous pression en circulation. Dans ce cas, il est également prévu, dans certaines conditions, d'agencer les garnitures de friction 5 et 6 non pas aux corps annulaires 11 et 12, comme il est représenté aux figures 2 et 3, mais aux bagues de friction 3 et 4. Les corps annulaires 11 et 12 principalement seraient alors chauffés par le frottement et ils seraient refroidis par l'agent de refroidissement qui est amené par le corps creux 17.
Un frein conformé de cette façon est particulièrement approprié pour le fonctionnement lourd,en continu.
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RE V END ICA T l 0 NoS.
1. frein; ou accouplement à friction actionné par- pression d'air - ou de liquide, dans lequel.un corps creux, élastique, annulaire, est prévu entre deux disques annulaires, l'un des disques annulaires, ou les deux dis- ques annulaires, étant, lors de l'extension du corps creux due à l'agent sous pression, poussés contre le moyen influençant le frein ou l'accouplement, caractérisé en ce que le corps creux et les disques annulaires sont prévus exempts de rotation.