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La présente invention a trait à des freins mécaniques et à des moyens de les actionner , freins qui sont destinés à,des des machines d'extraction à tambour d'enroulement, à des machi- nes de traction, à des machines d'extraction moncccables et multi- câbles et à d'autres machines rotatives.
Les freins de types connus, servant aux fins susdites, sont montés pour pivoter et ont un arc de contact variant de 60
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à 90 ou même davantage. Leur nombre n'est pas supérieur à quatre et, comme ils doivent être capables d'exercer le couple de frei- nage maximum qui/puisse être requis, ils sont inévitablement lourds et leur grande inertie rend difficile la construction d'un frein qui permette le réglage fin, la réponse sensible et la manoeuvre précise demandés.
Divers moyens ont été adoptés pour satisfaire à ces exigences pour autant au'il s'agisse du mécanisme d'actionnement décrit dans les brevets belges n 470554 et 473330 des freins/. Toutefois, les freins eux-mêmes sont toujours restés des pièces comparativement lourdes.
En outre, il est nécessaire de prévoir un jeu utile suffisant le long de tout l'arc de contact, comparativement grand, du sabot de freinage. Puisque le frein est monté pour pivoter et @ se déplace rotativement, le jeu est trop grand pour permettre l'ap- plication progressive et rapide des freins.
En outre, dans les systèmes connus, tous les freins sont actionnés, quelles que soient les exigences de freinage au moment de l'opération. La plupart des opérations de freinage ne requiè- rent que l'application d'une partie de l'effort de freinage maxi- mum disponible, mais tous les freins sont actionnés et l'on doit vaincre l'inertie totale du système de freinage. Puisque, dans les systèmes connus, les mêmes freins sont employés pour le frei- nage normal et dans lesdivers freinages de sécurité, la défaillan- ce de tous les freins ou d'un seul frein donne lieu à la dispari- tion totale ou partielle du couple requis pour le freinage sûr.
La présente invention a pour but principal d'écarter ces difficultés et elle consiste dons en un système de freinage pour machines d'extraction, machines de traction et autres machi- nes rotatives, ayant deux ou plusieurs sabots de frein courbes, les sabots étant, lorsqu'ils sont en paires, diamétralement op- posés entre eux sur des côtés opposés du tambour de frein ou, dans une variante, les sabots de frein sont disposés suivant un agence-
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ment convenable quelconque autour du tambour de frein, de manière que le mouvement: des sabots, quelle que soit leur disposition, ait lieu dans une direction radiale par rapport aux parcours de frein de l'élément rotatif, chaque sabot étant guidé pour mouve- ment linéaire, et des moyens destinés à solliciter simultanément les sabots de frein vers le contact avec le tambour de frein.
Selon une autre particularité de l'invention, chaque sabot de frein a un arc de contact avec le tambour rotatif, in- férieur à 60 . De cette manière, la réduction progressive de la pression depuis le centre d'application vers les extrémités du sabot de frein est réduite au minimum et l'usure de la surface du frein est rendue aussi uniforme que possible. En outre, l'emploi des freins à petit arc de contact et se déplaçant linéairement de la manière décrite permet de réduire le jeu à un minimum et de disposer quatre freins actionnés en deux paires sur la même par- tie périphérique du tambour rotatif, ce qui entraîne une économie d'espace.
Le sabot de frein à arc de contact relativement petit et les pièces mobiles y associées 'peuvent être petits,, de conruc, tion légère et avoir une inertie relativement faible, par compa- raison avec les mécanismes antérieurement connus.
Lorsque les freins sont employés en association avec des machines d'extraction multicâbles à frottement, il est avan- tageux d'agencer les freins sensiblement comme il est dit ci-avant mais dans les intervalles des câbles, ce qui permet de garder au minimum la longeur du tambour de frottement. Les freins peuvent être disposés en dehors des câbles, selon une variante.
Chaque frein peut être construit de manière.que la partie interne, portant le matériau de frottement, soit rapide- ment amovible, ce qui facilite les renouvellements et permet d'en- lever certaines d'entre elles, selon les exigences, pendant le remplacement des câbles des machines multicâbles à frottement.
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L'agent d'actionnement des freins peut avoir un raccord commun, pour l'actionnement simultané ou des raccords séparés pour l'actionnement simultané ou des raccords séparés pour l'actionnement en groupes ou blocs choisis. L'agent d'action- nement peut être de tout type connu, mais il est avantageux d'uti- liser la pression hydraulique extra-élevée pour comprimer des res- sorts qui, à leur tour, actionnent les freins.
L'invention va être décrite plus avant en se référant aux dessins annexés.
La figure 1 est l'élévation latérale d'une forme de bloc de frein selon l'invention, en section suivant la ligne II-II de la figure 2.
La figure 3 est une élévation du bloc de frein repré- senté figure 1, en section suivant la lige 1-1 de la figure 1.'
La figure 3 est l'élévation latérale d'une autre form de bloc de frein selon'-l'invention, en section suivant la ligne IV-IV de la figure 4.
La figure 4 est une élévation terminale du bloc de frein représenté figure 3, en section suivant la ligne III-III de la figure 3.
La figure 5 est une élévation latérale d'une troisième forme de bloc de frein selon l'invention, en section suivant la ligne VI-VI de la figure 6.
La figure 6 est l'élévation terminale du blocfi frein représenté'figure 5 en section suivant la ligne V-V de la figure 5.
La figure 7 représente un agencement de blocs de frein selon l'invention, disposés le long du tambour rotatif d'une ma- chine .d'extraction multicâble à frottement.
La figure 8 représente un autre agencement de blocs de frein selon l'invention, disposés le long du tambour rotatif d'une machine d'extraction multicâble à frottement.
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Il est maintenant fait référence aux figures 1 et 2; chaque frein a la forme d'un bloc. Chaque châssis ou bottier ri- gide 1 est rigidement fixé en position. Le sabot de frein courbe 2 est fixé à un élément coulissant 4 guidé dans le châssis rigide\, 1. Un cylindre d'actionnement 5, fixé au châssis rigide 1 et ayant, un piston 6, est centralement disposé dans le châssis 1 et dans l'élément coulissant 4. L'élément coulissant 4 est maintenu dans sa position centrale au moyen de guides circulaires ou en partie de cercle 7 et, en même temps, les guides 7 permettent à l'élément coulissant 4 de se déplacer librement dans une direction linéaire, parallèle à la ligne qui joint le centre de courbure du sabot de frein 2 au centre du tambour rotatif (non représenté).
Des ressorts de compression 8, en nombre convenable, sont interposés entre l'é- .lément coulissant 4 et un couvercle 9 qui est fixé, pour aoulisser, par des boulons réglables 10, au châssis fixe 1. Des vis de régla- ge 11 sont prévues pour déterminer la grandeur du déplacement de l'élément coulissant 4 par rapport au châssis 1. Un cylindre hydrau lique 12, fixé au châssis rigide 1, contient un piston d'actionne- ment 13 qui, lorsque l'agent de/pression est admis au raccord 14, presse le couvercle 9 de manière à comprimer les ressorts 8.
L'agent de pression est d'abord admis au raccord 14 et, en exerçant sa pression sur le piston 13 et,le couvercle 9, il comprime les ressorts 8 de manière qu'ils exercent la force requi- se sur 11-élément coulissant 4, cette force étant déterminée par la lecture d'un manomètre voisin. Les boulons réglables 10 sont, alors ajustés pour limiter les ressorts 8 dans cette position. On peut alors relher la pression s'exerçant sur le piston 13. Les vis de réglage,711 sont positionnés de manière que l'élément cou- lissant 4 soit arrêté dans son déplacement dans leur sens comme il est requis'. ; cela constitue le moyen qui détermine le déplace-, ment maximum du sabot 'de frein 2 depuis la .position "en" jusqu'à la position "hors".
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Après un fonctionnement fréquent des freins, les gar- nitures 3 s'usent et deviennent plus minces et, du fait qu'il est désirable d'assurer que le mouvement du frein, soit limité par les vis de réglage 11, un moyen aisé de réglage de compensation de l'usure devrait être prévu. Ce réglage est effectué en ajustant au piston 13 jusqu'à ce que le manomètre vojsinjodique les vis de réglage 11 et, ensuite, en admettant la pression/que les ressorts .8 sont de nouveau comprimés pour exercer la force requise sur l'élément coulissant 4.
L'ajustement des boulons 10 est répété pour limiter les ressorts. ,
Lorsque le fluide d'actionnement est admis dans le cylindre 5, le piston 6 comprime, par son contact avec l'élément coulissant 4 qui porte le sabot de frein 2, les ressorts 8 sur une distance suffisante et réglée pour produire le jeu minimum re- quis entre la garniture de frein 3 et la surface de freinage de la machine. Lorsque le cylindre d'actionnement 5 et le piston 6 ne sont pas soumis à l'action de l'agent de pression, l'élément cou- lissant 4 pousse, sous 1''effet des ressorts de compression 8, le sabot 2 et sa garniture 3 en contact avec la surface de frein de la machine rotative.
Un moyen est prévu pour guider l'élément coulissant 4 le long de son parcours linéaire approuvé et pour le limiter en position, contre tout effet de trainée agissant sur lui lorsque le frein est actionné. Les faces externes supérieure et inférieure de l'élément coulissant 4 sont courbes ou semi-cylindriques, cornue le montre la figure 2. Le châssis ou bottier rigide 1 a des faces internes supérieure et inférieure courbes ou semi-cylindriques, pour épouser les faces supérieure et inférieure de l'élément cou- lissant 4, pour situer et guider l'élément coulissant 4 lorsqu'il est actionné pour appliquer le frein ou le desserrer.
Les freins peuvent être construits de manière que le sabot/defreinage 2 et la {garniture 3 soient rapidement amovibles pour en faciliter le renouvellement et pour permettre le renouvela .
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lement ou le repositionnement-des câbles.
Le principe du frein à puissance positive décrit dans les.brevets be'iges.n ..70,5 egt ....................... 0.0064 peut être adapté au.1ft!JD!'.ett-1.'Onnement des 11 de frein selon l'in- vention,, ainsa. \.9:1111:11 va être décrit à :grés.e1it;- . est maintenant fait référence aux figures 3 et 4 ; <chaque bloc de s.ièin est adapté comme ces figures le présenltent 10haque frein <fX0ll1porte un cylindre 15, fixé au châssis ou bottier rigide 1. Le JFfus,ton 16 es"t fixé à 1"'<etgane coulissant 4 et est $rt JLongs pour fôrmer un -cylindre 17 dans lequel f0Xl,ctionne ,an autre piston 18 (@Nî est fixé au 'châssis ilgide l Dès çqtu-lon dispose d'un ragent de :.pre-ssion d'aotion'll±men:G;, aan l'admet 'dans le cylindre 17 pour exercer une pression .sur le piston 18.
La pression constante ainsi exercée suffit à appliquer lajforce de freinage nécessaire, car cette pression s'exerce aussi.sur l'organe coulissant 4 dans le sens de la position "en" des freins.
Cette pression constante admise est aussi reliée par
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un tuyau 19 à un cylindre NO et, e'R exerçant sa force sur le pis- ton mobile 21, elle le garde dans une position-étendue. Un levier 22, monté pour .basculer sur le châssis rigide 1, est maintenu par
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celui-ci en position et est relié par un excertric.1ae 3 et ,un le- vier 24 à un poids de sûreté ou de .relâchement accidental de-la pression,25, qui est supporté par le piston 21 tant que la pres- sion .constante existe, l'excentrique étant en contact avec l'élé- ment coulissant 4.
Le poids 25, agissant par le levier 24 et l'ex- centrique 23 convenablement proportionnés, ,suffit à appliquer la force de freinage requise, dans le cas d'une chute accidentelle de la pression constante, dans le sens de la position "en" des freins. Un excentrique semblable 23a et un levier semblable 24a sont reliés à la. partie supérieure du poids 25.
En fonctionnement normal, lorsque la pression constant existe, l'agent d'actionnement est admis dans'le cylindre 15 et, comme la surface du;piston 16 suffit à vaincre la pression régnait
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dans le cylindre 17, les freins sont déplacés dans la position "hors" par l'ouverture d'une soupape de réglage. Inversement, comme la-soupape de réglage est actionnée pour permettre à l'agent de pression de s'échapper du cylindre 15, les freins sont appliqués sous la pression constante du piston 18.
Un autre moyen d'adapter le principe de la puissance positive à l'actionnement des blocs de freinage selon l'invention est obtenu en écartant le procédé impliquant l'Emploi d'une chute de poids pour appliquer le frein dans le cas d'un manque accidente. de pression constante et en employant un bloc de frein selon les figures 5 et 6.
Il est maintenant fait référence aux figures 5 et 6; chaque bloc de frein comporte un cylindre 26 fixé au châssis ou bottier rigide 1. Le piston 27 est prolongé sous la forme d'un ay- lindre dans lequel se déplace un autre piston 28. Les ressorts 29 sont maintenus dans un état pré-bandé ou pré-comprimé entre l'élé- ment coulissant 4 et une paroi 9a du châssis rigide 1 au moyen de tringles réglables 30 passant par des trous de la paroi 9a et/du couvercle 8 et portant des écrous réglables à l'extérieur du cou- vercle 9. Un agent d'actionnement sous pression constante est ad- mis, dès qu'on en dispose, dans le cylindre, pour exercer une pres- sion sur le piston 38, cette pression étant transmise au couvercle 9 par le piston 28.
Comme le couvercle 9 est limité par le bottier rigide 1, l'effet de cette pression constante. est d'exercer un ef- fort dans le sens de la position "en" des freins, effort qui est proportionnel à la section du piston 28. En fonctionnement normal, l'agent sous pression est admis dans le cylindre 26 parun quelcon- ques des moyens décrits et, comme la section du cylindre 26 est supérieure à celle de l'allonge de cylindre sous pression constante 27, elle vainet cette pression contraire et déplace les freins vers la position "hors". Inversement, lorsque les freins doivent être du appliqués, l'agent sous pression est relâché/cylindre 26 et, sous l'effet de la pression constante régnant dans le cylindre qui pro- longe le piston 27,
les freins se trouvent appliqués.
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Au cours de ce fonctionnement normal, le pré-bandage des ressorts 29 n'est pas utilisé pour actionner le bloc de frein. Lorsqu'une détente acidentelle de l'agent de pression se produit, la pres- sion constante cesse d'agir sur le piston de bandage 28 et l'agent de pression s'échappe du cylindre 26, par suite de quoi le frein es appliqué sous l'effet des ressorts 29. Lorsque la pression qui main- tient le piston 28 contre le couvercle 9 se relâche, ce dernier est libéré pour permettre aux tringles réglables 30 de se déplacer sous l'effet des ressorts 29 qui imposent leur effort à l'élément coulis sant 4 en venant en contact avec ce dernier, pour déplacer l'élément coulissant 4 et le sabot de frein 2 dans le -sens de la position "en" du frein.
Un quelconque des blocs de frein décrit peut être monté pour coulisser, séparément, pour satisfaire aux exigences présen- tées par l'élément rotatif.
Lorsqu'on les emploie en association avec les machines d'extraction multicâbles à frottement, il peut être avantageux de disposer les blocs dé frein dans les intervalles séparant les câbles d'actionnement à frottement 4z, représentés dans la figure annexée 7, ce qui permet de garder la. longueur de la roue de frottement au minimum et, en même temps, de disposer d'un moyen convenable de faire place à un plus grand nombre de blocs. Dans l'application de l'invention, représentée figure 7, tous les cylindres d'actionnement r de frein, appatenant aux blocs de frein 31, sont reliés à la sour- ce d'agent sous pression par des tuyaux séparés 32 qui rejoignent un tuyau commun 53, ce qui ramène le réglage de tous les blocs de freins à une vanne ou à des vannes communes 34, par l'intermédiai- re des cylindres d'actionnement.
La vanne 34 est du type bien con- nu, réglé par pression et, outre qu'elle remplit les diverses fonc- tions du réglage normal, elle peut être actionnée en ces d'accident l'enploi par les procédés ordinaires tels que ceux qui impliquent/d'un solé- noïde, d'Un aimant ou d'un dispositif à déclenchement hydraulique ou mécanique. Dans une variante, on peut employer, en plus de la
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vanne 34, une vanne séparée 35 pour le fonctionnement de secours, selon la pratique reçue.
L'agent sous pression est acheminé depuis une pompe ou des pompes 41, par des soupapes de retenue 42 à la vanne 34; 43 indique le réservoir d'agent dépression.
Pour faire face à certaine exigences, les cylindres des freins 36 et 37, représentés figure 8, sont connectés à la sour ce d'agent sous pression, par paires opposées, au moyen de tuyaux 38. Ces paires peuvent être actionnées isolément ou par groupes par des tuyaux 39 et 40', pour donner un moyen d'appliquer une par, tie choisie de la force de freinage totale disponible. Dans un/tel agencement, un nombre choisi de paires de blocs de frein, consti- tuant les freins de service, sont connectés à un point de réglage d'admission de l'agent sous pression. Les blocs de frein restants, constituant les freins de secours, sont connectés comme il va main- tenant être décrit.
La source d'agent sous pression est raccordée depuis la pompe ou les pompes 41 par des soupapes de retenue 42 à la vanne de réglage 44 du préposé et, de là, par des tuyaux 45'et 38, aux blocs de frein de service 56. Le tuyau d'alimentation 45 est aussi connecté à une vanne protectrice 46 qui fonctionne auto- matiquement pour appliquer les freins de service en cas d'accident dans 1 espace du parcours normal de l'installation. Le fonctionne- ment de la vanne 46 est toutefois empêché si les freins de secours sont déjà appliqués par suite d'une chute de pression. L'empêchement; du fonctionnement est assuré/en donnant à la venne 46 un verrouil- lage à pression à l'aide d'un tuyau 47 où l'absence de pression em- pêche la vanne 46 de fonctionner.
Les cylindres des blocs de frein de secours 37 sont connectés à la pompe ou aux pompes 41 par un tuyau 48 et par une soupape de retenue séparée 49. La fonction de cette soupape de retenue est d'empêcher l'agent de pression de s'échapper s'il y a une perte de pression en un point quelconque, avant l'entrée dans la soupape. Depuis la soupape de retenue 49, l'agent sous pression
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est conduit par le tuyau 50 à une vanne d'actionnement 51,ayant de préférence le type de la vanne réglée par pression. Ces freins de secours peuvent donc être réglés à volonté par le préposé en cas d'accident. Depuis la vanne 51, le tuyau 52 conduit l'agent d'actionnement à une vanne de sécurité 53.
Celle-ci peut être ac- tionnée par]un quelconque des moyens de sécurité connus, dont le fonctionnement est habituellement amorcé automatiquement.
Un tel groupement ou une telle séparation du réglage de blocs de frein forme donc un jeu de freins de service et un jeu complètement indépendant de freins de sécurité.
Pour une machina d'extraction du type à tambour d'en- roulement, une machine de traction ou une machine rotative sembla- ble, le nombre des blocs de frein peut être restreint à quatre et ces blocs sont disposés par paires de blocs opposés, venant en pri se avec les voies de freinage dont une est située à chaque extré- mité du tambour.
Ils sont réglés et actionnés d'une manière sem- blable à celle qui a été décrite pour l'application aux machines d'extraction multicâbles à frottement et comme le représente la figure 7, ou les cylindres des blocs sont reliés à des tuyaux com- muns d'agent sous pression, ce qui ramène le réglage des freins, effectué par les cylindres d'actionnement, à une ou à des vannes communes. On trouve que, grâce à cette construction des freins et du fait de cette construction et de ce fonctionnement partiu- liers,le nombre des blocs peut être limité à quatre, si on le pré- fère, lorsqu'il s'agit d'une machine d'extraction du type à tam- bour d'enroulement, d'une machine de traction, etc...
La source commune d'agent sous pression est une ou plusieurs pompes et l'on peut adopter tout moyen connu de réglage ou de régulation de l'é- chappement de l'osent sous pression,hors des cylindres, aux fins de l'invention décrite ci-avant.
Au lieu d'employer des sabots de frein courbes par paires diamétralement opposées de sabots, stroisisabots de frein
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peuvent être employés et disposés de manière équidistante autour de l'élément rotatif, de manière que le mouvement des sabots ait lieu dans la direction radiale par rapport aux voies de freinage de l'élément rotatif, chaque sabot étant guidé dans sort mouvement linéaire et ayant un moyen pour solliciter simultanément les sabots de frein en contact avec le tambour de frein.
REVENDICATIONS.
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1. Système de freinage pour machines d'extraction, machines de traction et 'autres machines rotatives, ayant deux ou plusieurs sabots de frein courbes, les sabots étant ;lorsqu'ils sort- en paires, diamétralement opposés entre eux sur les c8tés opposés du tambour de frein ou, dans une variante, les sabots de frein sont disposés suivant un agencement convenable quelconque autour du tam- bour de frein, de manière que le mouvement des sabots, quelle que soit leur disposition, ait lieu dans une direction radiale par rap- port aux parcours de frein de l'élément rotatif, chaque sabot étant guidé pour mouvement linéaire, et des moyens destinés à solliciter simultanément les sabots de frein vers le contact avec le tambour de frein.
2. Système de freinage selon la revendicationl, dans le quel l'arc de contact de chaque sabot de frein avec le tambour ro- tatif est inférieur à 60 .
3. Système de freinage selon les revendications 1 ou 2, dans lequel chaque frein est guidé pour un mouvement linéaire par son attachement à un élément coulissant agencé pour coulisser dans un châssis fixe.