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Dispositif pour-assurer la douceur de la levée du mouton des marteaux-pilons à moteur.
On connaît le dispositif employé, pour les marteaux- pilons qui consiste à insérer entre le mouton et la tige de levée (tige de piston, tige à crémaillère, planche etc. ) un frein à friction dans le but d'absorber la force vive de la tige de levée, et à disposer ce frein de telle sorte qu'il fournisse une action de freinage différente à la montée et à la descente du marteau. On connait aussi le dispositif consistant à insérer, entre le mouton et la corde des marteaux à commande par corde, un ressort destiné à prévenir, à la levée du marteau, les chocs dûs au flottement de la corde.
La présente invention concerne un frein interposé entre le mouton et l'organe de levée, frein dont la puissance ne dépend pas seulement du sens de la translation mais encore de la longueur du trajet (relatif) effectué, et, pour lequel la. valeur maximum de l'action de freinage est choisie telle qu'elle suffire à assurer la levée du marteau sans qu'il soit nécessaire d'employer des entra ineurs rigides ou élastiques)
L'idée sur laquelle est basée 3)'invention comporte pour son application de nombreuses solutions dont quelques,unes,
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typiques,vont être décrites avec dessins à l'appui. ;
Sur les dessins ci-annexés à cet effet, les figures 1,3,
6 et¯ 8 représentent diverses formes de réalisation du frein, et les figures 2, 4, 7 et 9 les diagrammes correspondants du sens des forces. La figure 5 montre un détail.
Sur la figure 1, le mouton 1 comporte un évidement conique ou mieux en forme de pyramide. La tige de levée- 2 est munie d'une tête 3, Sur cette tête repose l'anneau en forme de pyramide 4 qui, de même que l'autre anneau en forme de pyramide
6, presse les joues 5 en dehors vers les parois de l'évidement.
Le ressort 7 maintient le dispositif en tension. La rondelle de ressort 8 et l'écrou 9 forment la butée de résistance à le, poussée du ressort.
Lorsqu'au moment de la chute du marteau, le piston du frein descend, les joues de frein peuvent céder en s'écartant vers l'extérieur; l'anneau 6 suit le mouvement; le ressort se détend et la puissance de freinage diminue. La figure 2 représente, dans sa moitié de gauche, le diagramme correspondant du sens des forces.
Lorsque la force de levage entre en jeu, le piston de frein se levé, les joues sont pressées vers le dedans et la puissance de freinage augmente à.mesure que le piston se déplace vers le haut vers le mouton (fig. 2, moitié de droite).
A ce moment, les forces produisant le freinage sont notablement plus grandes que lors de la descente:1 , à cause de l'inclinaison des surfaces de freinage ; 2 parce que le frottement entre les surfaces de contact des joues ,5 avec les cônes de pression 4 et 6 diminue la pression à la descente, tandis qu'elle l'augmente à la montée; 3 et enfin, parce qu' à la descente, le frottement déterminé entre les organes 1 et 5 agit en sens inverse de l'effet du ressort 7 , alors qu'il seconde son action à la montée, P est choisi largement supérieur au poids du mouton (en adopte un multiple de ce poids) de manière à déterminer sûrement l'entraînement du mouton.
Le dispositif d'après la figure 1 peut être utilisé tel quel pour lesmarteaux à corde; il convient, toutefois de
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relier la tige 2 d'une manière appropriée' à la corde'de levage; tandis que, pour les marteaux à commande par tige rigide , il est nécessaire d'avoir un accumulateur d'énergie parce que, par suite de la diminution de la puissance de freinage dans le sens de haut en bas, il pourrait subsister dans la tige de levage un reste d'énergie libre qui aurait pour effet d'ébranler le mécanisme .
L'accupulateur d'énergie peut être constitué, pendant le fonctionnement du marteau, suivant le procédé connu, et dans le cylindre de levage même, au moyen d'un fluide moteur gazeux (par exemple par la compression de la vapeur de détente).
Quand la commande s'opère mécaniquement, on peut faire usage d'un matelas d'air disposé sous la tête du frein ou encore d'un frein à air ou à liquide (par exemple suivant le brevet allemand 309738)
La fig. 3 représente un dispositif qui peut être employé avec ou sans accumulateur d'énergie. Sa différence essentielle, par rapport ausystème précédemment exposé, réside dans la juxtaposition de deux freins, l'un à puissance de freinage constante et l'autre à puissance de freinage variable. Le frein supérieur (organes 2 à9) correspond à celui de la figure 1.
Toute la différence réside dans le fait que la levée de la pièce 6 et,le déplacement vers le dehors et suivant le rayon des joues 5 sont limités par'un épaulement de lambre 2 de telle sorte que les joues 5, se détachent de la surface de friction en 1' pour n'entrer de nouveau en action que lors du mouvement vers¯le haut. La moitié supérieure de la fig. 4 représente le diagramme du sens des forces de ce frein. La valeur de p1 est¯ faible tandis que P2 doit être, ici aussi, un multiple du poids du mouton. Le frein supérieur sert principalement à la levée du mouton; le frein inférieur, au contraire, est destiné à absorber l'énergie de la tige de levée lors du choc.
Ce frein est disposé de telle sorte qu'à la descente il oppose une résistance effective considérable et qu'on ait P3Q Q= poids du mouton) tandis qu'à la montée, ce frein doit agir qu'avec une puissance P4Q pour ne pas empêcher la montée du piston de frein. Le rapport Pe; P4 peut être modifié, dans les limites de
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10 à,- 12, par un choix convenable de l'angle d'inclinais-on des faces des pyramides. Lorsqu'on fait usage d'un accumula- teur d'énergie, on peut diminuer la puissance des freins ou raccourcir les parcours de freinage.
Les surfaces de freinage obliques, indiquées sur les figures 1 et 3, peuvent affecter la forme plane. Dans ce cas, la partie correspondante du mouton revêt la forme d'une pyramide creuse, mais la construction d'une pièce de ce genre est coûteuse. Le cône simple ne suffit pas à oause de la courbure de sa surface, laquelle.peut varier. Par contre, en obtient des surfaces de freinage convenant parfaitement sous le rapport géométrique et relativement peu coûteuses à établir lorsqu'on les constitue de parties d'enveloppes cylindriques dont les axes forment les arêtes d'une pyramide régulière.
.A. titre d'exemple, on a représenté sur la figure 5 la vue par dessous de la pièce l' de la figure 3 à engager dans le mouton.
La position des cylindres et de .leurs axes est ainsi clairement figurée. La construction suivant la figure 2 donne , il est vrai, un diagramme très avantageux du sens des forces, mais présente un inconvénient, à savoir que les joues ,5 doivent s'écarter de la surface de freinage. Cet inconvenient peut être évité si l'on donne aux surfaces une courbure appropriée.
Pour tenir compte du déplacement possible des joues, cette courbure doit être régulière. On peut, à cet effet, avoir recours, en premier lieu, pour la surface de frein, à une surface cylindrique à axe horizontal; cependant la surface sphérique offre également des solutions utilisables.
La figure 6 représente un frein avec surface de freinage cylindrique. Le mouton est désigné par le chiffre 1 et la tige de levage par le chiffre 2.
Sur cette tige est fixé le manchon 15 sur lequel sont articulées les tiges 16. Ces dernières, par l'intermédiaire des boulons 17, portent les sabots de glissement 18 et les joues de frein 19. Contre la pièce 15, s'appuie le ressort 20 qui repousse vers le bas le coin 21 et qui, par les sabots 18 et les boulons 17, presse les ¯ joues 19 contre la paroi de l'évidement du mouton. Les joues de frein 19, à cause des
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pièces 16, doivent accompagner le mouvement,.vertical de la tige de levage; pendant ce déplacement, elles décrivent par rapport au mouton un trajet courbe.
Ce déplacement curviligne des joues à comme conséquence que les forces normales de la tige de levage, développées entre le mouton et les joues, tendent à amener la tige de levage dans. la position médiane indiquée.
Ces forces accroissent la friction des joues sur le mouton lorsque ces joues se meuvent en s'éloignant du milieu (vers le haut ou vers le bas) , tandis que ces mêmes forces agissent contrairement à la friction lorsque les joues se déplacemt vers le milieu,
Le frottement, qui se produit entre le coin 21 et les sabots de glissement 18 , influence de la même manière , les forces exercées par les joues .de frein sur le mouton Lorsque les joues se déplacent en s'écartant du centre, les sabots de glissement 18 doivent presser le coin 21 vers le haut après avoir surmonté la résistance du ressort 20.
Le frottement entre les pièces 18 et 21 renforce l'action du ressort, et les forces exercées entre les organes 1 et 19 se trouvent.ainsi augmentées; inversement, elles sont diminuées lorsque les joues 19 se déplacent vers le milieu. Si l'on¯adopte un coefficient de frottement de C,1 entre le coin et les sabots de glissement et un coefficient de 0,3 entre les joues, munies d'une garniture de friction, et le mouton, et si l'on admet que la puissance du ressort se doutée pour le plus grand déplacement du coin, on obtient le diagramme du sens des forces représenté sur la figure 7. Le palier ou gradin qui interrompt la courbe est une conséquence du changement de sens du déplacement du coin dans la position centrale des joues.
Ce diagramme montre que la partie principale de l'action de freinage ne se produit que dans la seconde moitié dels trajectoire. Cette disposition est avantageuse parce qu'elle assure , dans tous les cas, une longueur freinage suffisante pour le parcours. et ce grâce au fait que les joues de frein, à chaquechangement de puissance, ne peuvent arriver à l'état de repos que dans la seconde moitié de leur trajet.
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, Le système à coin suivant la figure 6 a, il est vrai, l'avantage d'un long palier sur le diagramme, mais aussi des inconvénients et, avant tout, celui d'une grande augmentation de force pour les' grands déplacements des joues de frein et celui que les surfaces de friction sont exposées à la poussière..
On peut éviter ces inconvénients par le système représenté sur 'la figure 8. Dans ce dispositif, la pression des joues de frein 19 est déterminée par un système de levier articulé comprenant les organes 22 qui tendent à rapprocher la pièce transversale 23, sous l'effet de la pression du ressort 20, de la position de plus grande extension.
En choisissant convenablement les rapports, on peut obtenir le=diagramme représenté sur la figure 9.
Ici aussi, le diagramme comporte un palier, mais il est plus court que dans le cas du système à coin parce que le frottement sur le tourillon est moindre que le frottement de glissement le long des parois du coin.
Pour empêcher les pièces 22 de s'approcher trop de la position limite, lorsque la garniture des joues est très usée (ce qui entraîne le danger-d'un coincement spontané du levier articulé) , on peut disposer, un butoir 24,
Les dispositifs suivant les figures 6 et 8 peuvent se combiner avec des freins à action constante, semblables à celui de la figure 3, aménagés pour le système à coin.
Les systèmes agissant de deux cotés, conformée.: aux figures 6 et 8, ne sont pas seulement applicableaux marteaux à chute libre, mais encore aux marteaux à vapeur et aux marteaux pneumat iques.
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