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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX FREINS POUR DES PRESSES ET MACHINES
ANALOGUES POUR LE TRAVAIL DES METAUX.
L'invention est relative à des freins et elle concerne, plus par- ticulièrement., un frein pour des machines puissantes, telles que des presses pour le travail des métaux et analogues.
Elle a pour but, surtout, de réaliser un frein pour machines lourdes pour lequel une partie au moins du couple, absorbé par le frein, est transmise depuis l'organe rotatif à un organe fixe d'une mince membrane métallique qui est relativement flexible, en dessous de sa limite d'élasticité, suivant son axe tout en étant capable de résister aux efforts de torsion élevés, agissant dans son plan.. sans subir une déformation appréciableo
Un autre but de l'invention est de réaliser un frein à disque, pour des machines puissantes telles que des presses pour le travail de métaux et analogues. dans lequel les parties rotatives sont agrippées et maintenues, pour produire l'effet de freinage, par des moyens élastiques et dans lequel lesdits moyens élastiques sont mis hors d'action par la pression d'un fluide quand le frein est desserré.
Conformément à l'invention.. on fait comporter, à un frein pour des presses et machines analogues, pour le travail des métaux, ce frein comprenant un anneau de freinage fixe et un organe rotatif muni d'une face annulaire recouvrant ledit anneau et formant une face de freinage, des moyens comprenant une membrane, en un métal élastique, montée sur une partie fixe de la machine et rendue solidaire de celle-ci raidalement au delà de la périphérie dudit organe rotatif, lesdits moyens avec membrane s'étendant radialement vers l'intérieur pour recouvrir la face annulaire opposée dudit organe et des moyens étant prévus pour rapprocher et écarter axialement la partie recouvrante (de ladite membrane) dudit anneau de freinage fixe pour provoquer et interrompre le serrage par frottement dudit organe rotatif.
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L'invention a également pour objet un frein pour des presses et machines analogues pour le travail des métaux., ce frein comprenant un organe rotatif avec une section de freinage annulaire, un premier anneau de freinage non rotatif ayant une face adjacente à une face de ladite section annulaire et un deuxième anneau de freinage.. non rotatif et axialement mobile, adjacent à l'autre face de ladite section annulaire, des moyens élastiques étant prévus pour déplacer ce deuxième anneau de freinage axialement par rapport audit anneau fixe et des moyens d'actionnement par un fluide étant prévus pour déplacer axialement le deuxième anneau de freinage dans la direction opposée, lesdits mouvements axiaux provoquant alterna-:
tivement le serrage par frottement dudit organe rotatif entre lesdits anneaux de freinage non tournants et la cessation du serrage par frottement dudit organe rotatif.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention.
- les figures 1, 2, 3 et 4 montrent, respectivement en élévation, en coupe axiale suivant 2-2 figure 1, en coupe axiale suivant3-3 figure 1 et en coupe axiale suivant 4-4 figure 1, un frein établi conformément à l'invention et appliqué à une presse de forgeage; - la figure 5 montre,en vue de côté (parties en coupe), une partie de la presse établie conformément à l'invention; - la figure 6 montre, en élévation et semblablement à la figure 1 mais avec des parties en coupe suivant 6-6 figure 2 et des parties arrachées, le mode de montage du frein; - la figure 7 montre, en vue par l'arrière (parties en coupe suivant 7-7 figure 2), ce même frein.
Jusqu'ici., on a utilisé pour des machines puissantes, telles que des presses et analogues pour le forgeage des métaux, des freins à bande ou d'autres freins d'un genre usuel. Il est désirable que les freins des machines à forger soient construits d'une manière simple, qu'ils fonctionnent d'une manière efficace et que leur montage et leur démontage soient aisés. Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, on fait comporter au frein deux anneaux de freinage coopérant entre eux et disposés de manière à pouvoir agir sur les faces opposées d'un organe rotatif porté par l'arbre à manivelle de la presse. Ces anneaux sont rapprochés l'un de l'autre pour serrer l'organe rotatif par des moyens élastiques et ils sont écartés l'un de l'autre par des moyens avec piston annulaire sur lesquels agit la pression d'un fluide.
Sur les dessins, on désigne par 5 le bâti de la presse de forgeage, l'arbre à manivelle 6 faisant saillie sur ce bâtio Une caractéristique des presses à forger est qu'elles fonctionnent suivant un cycle, c'est- à-dire que par chaque tour de l'arbre 8 il se produit une opération de forgeage et la machine est arrêtée après chaque opération de forgeage. La précision et l'effet du freinage sont souvent une mesure de l'efficacité de la machine à forger, Pour supporter le frein, le bâti porte quatre pieds ou montants écartés 7 et le couple de freinage est transmis au bâti par ces pieds ou montants 7.
Sur l'arbre à manivelle 6 est calé, en 9, un organe 10 avec un bord annulaire portant une couronne dentée 11 (figure 6) à sa périphérie.
Un anneau de friction 13 comporte une autre couronne dentée 12 le long de sa périphérie interne et les dents de cette couronne 12 sont engagées entre celles de la couronne llo Ce mode de montage de l'anneau de friction 13 empêche sa rotation par rapport à l'organe 10 mais il permet son glissement ou "flottement" axial par rapport à cet organe 10. Le mécanisme de commande du frein comprend plusieurs éléments annulaires et plusieurs organes d'écartement qui sont maintenus en contact serré par des vis 14 de manière à
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former un ensemble rigide et non rotatifo Entre les pieds 7 sont établis des organes d'écartement internes 15 qui forment des points d'appui pour des vis 16 qui.,, en plus des vis 14. maintiennent les éléments du mécanisme de commande ensemble.
Un anneau de base 17 est établi contre les pieds 7 et les organes d'écartement internes 15 et cet anneau 17. pour le mode de réalisation préférée est constitué par deux éléments sensiblement annulaires et réunis en permanence. Avant que ces éléments soient réunis on ménage une gorge annulaire 18 dans un de ces éléments et cette gorge débouche dans la face adjacente au deuxième élément. Quand les deux éléments sont reliés, la gorge qui est alors totalement fermée.,, forme une cavité dans laquelle un fluide refroidisseur.. tel que 1?eau peut circuler.
Des orifices d'en- trée 19 et de sortie 20 peuvent être utilisés pour faire circuler le fluide refroidisseuro Contre l'anneau de base sont établis plusieurs organes d'é- cartement intermédiaires 22, répartis le long de la circonférence de la face radiale de l'anneau de base 17. Contre les organes d'écartement intermé- diaires 22 est placé un anneau de support 23 sensiblement annulaire. Une membrane métallique perforée 24 est comprimée, le long de son bord extérieur. entre l'anneau de support 23 et les organes d'écartement extérieurs 26 qui. à leur tour, prennent appui sur le cylindre à air 25. Comme les vis 14 et
16 traversent tous ces organes et éléments ceux-ci forment un ensemble non rotatif et il ne se produit aucun mouvement relatif entre les organes et éléments individuels ou entre ledit ensemble et le bâti 5.
Une plaque d'appui 27. sensiblement annulaire et muni de saillies 28. qui se prolongent jusqu'au pourtour de l'ensemble par les intervalles existant entre les organes d'écartement extérieurs 26, est serrée en même temps qu'un sabot de freinage 29. sensiblement annulaire.,, contre la face radiale opposée de la membrane le long de son bord interne et la plaque 27 et le sabot 29 sont mobiles axialement par suite de la flexibilité inhérente de la membrane 24 dans le sens axialo Une gorge 30 est ménagée dans la face externe du sabot annulaire 29 et cette gorge est fermée par la membrane en formant ainsi un passage dans lequel peut circuler un fluide refroidisseur pour refroidir le sabot de freinage.
Plusieurs vis 31 servent à serrer positivement la plaque d'appui 27. la membrane 24 et le sabot annulaire 29 les uns contre les autres afin qu'il ne se produise aucun mouvement relatif entre ces organes le long de leurs surfaces de contacte
L'anneau de friction 13 est engagé entre l'anneau de base 17 et le sabot de freinage 29 en formant ainsi des surfaces de frottement qui sont mises en contact quand le sabot annulaire 29 est déplacé axialement vers l'anneau de friction 130 Pour le mode de réalisation préféré de l'invention, plusieurs ressorts 32 sont répartis le long du bord extérieur de l'anneau de support 23. ces ressorts étant comprimés à l'aide de vis 33 qui traversent ledit anneau de support 23 et qui sont engagées dans les saillies 28 faisant partie de la plaque d'appui 27.
Les ressorts 32 sont disposés de manière à exercer une traction sur les vis 33 et celles-ci,,, à leur tour, déplacent la plaque d'appui 27 axialement vers l'anneau de support 23. ce qui oblige le sabot de freinage 29 à venir en contact avec la face radiale de l'anneau de friction 13.
Comme l'anneau de friction 13 peut se déplacer axialement ou "flotter" par rapport à l'organe 10. il glisse axialement par l'effort exercé par le sabot de freinage 29 jusqu'à venir en contact avec l'anneau de base 170 Il est à noter que la relation entre la dimension radiale de la membrane et l'amplitude du mouvement du sabot de freinage 29 depuis sa position écartée jusqu'à sa position de serrage est telle que la déformation de la membrane se fait en dessous de sa limite d'élasticitéo En faisant intervenir ces deux surfaces de frottement qui sont opposées l'une à l'autre,la poussée axiale résultante devient nulle sans qu'aucune force axiale n'agisse sur les paliers de l'arbre à manivelle 6 et le freinage est, en substance,.
deux fois plus grand que si l'on n'utilisait qu'une seule surface Il est à noter que plusieurs de ces anneaux de friction pourraient
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être intercalés entre des anneaux non rotatifs intermédiaires sans sortir des limites de protection de l'invention.
Pour le mode de réalisation préféré de l'invention, la surface radiale de l'anneau de friction 13. qui est engagé dans le sabot annulaire 29 et l'anneau de base 17, porte une garniture 34, à coefficient de frottement élevé, qui peut être fortement attachée à l'anneau de friction par des rivets. La fonction de la garniture 34 est de réaliser une surface de friction ayant un coefficient de frottement convenable ainsi qu'une bonne résistance à l'usureo
Pour desserrer le frein. on a recours à un cylindre 25 contenant un fluide, pour le mode de réalisation préféré un cylindre à air, qui supprime la poussée des ressorts 32 quand le frein doit être desserré afin que l'arbre 6 puisse tourner librement.
Un piston annulaire 36 est logé dans le cylindre annulaire 25 et il comporte un segment 37 qui assure l'étanchéité entre le piston et le cylindre. Plusieurs orifices 38, pour l'admission du fluide, sont reliés à un conduit 38a en étant régulièrement répartis autour du piston afin d'obtenir un effet rapide quand le fluide est admis dans le cylindre tout en assurant une admission et une évacuation uniformes du fluide sous pression. Le piston 36 est relié à la plaque d'appui 27 par des vis 39 qui traversent le cylindre 25 et qui sont engagées dans la plaque d'appui.
Il est évident, lorsque le fluide est admis dans le cylindre, que la pression du flùide oblige le piston à s'écarter axialement du cylindre et celui-ci, à son tour et par l'intermédiaire des vis 39. oblige la plaque d'appui 27 à se déplacer dans le même sens en qomprimant les ressorts 32. La plaque d'appui 27 se déplace axialement avec le piston et le sabot annulaire 29 se meut aussi axialement en cessant d'être en contact par frottement avec l'anneau de friction 13.
Comme l'anneau de friction "flotte" sur l'organe 10, la suppression de la poussée axiale du sabot annulaire 29 permet à l'anneau de friction de s'écarter par glissement axial de l'anneau de base 17. ce qui fait cesser le contact avec frottement de tous les organeso
Quand la pression du fluide cesse d'agir, la poussée du fluide, exercée sur le piston, est nécessairement interrompue et les ressorts 32 refoulent le sabot annulaire 29 pour le ramener en contact avec l'anneau de friction, ce qui serre le frein. L'introduction et l'échappement de l'air dans et hors du cylindre du frein sont commandés par un dispositif à pédale manoeuvré par l'opérateur.
Les organes de distribution particuliers, utilisés à cet effet, ne sont pas montrés et ne forment pas des parties essentielles de l'inventiono
Il résulte de ce qui précède que l'anneau de base 17 est monté à poste fixe et est empêché de se déplacer par les vis 14 alors qu'on doit permettre au sabot annulaire 29 de se déplacer axialement en rencontrant une résistance aussi réduite que possible malgré qu'il soit empêché de tourner. La mince membrane annulaire convient tout particulièrement à l'usage envisagé puisqu'elle peut être soumise à des efforts angulaires extrêmement importants sans subir une déformation appréciable car ces efforts se produisent dans le plan de la membraneo Par contre, celle-ci n'oppose qu'une résistance réduite à une déformation axiale entre les limites du mouvement nécessaire pour cette application.
Si l'on utilisait un accouplement coulissant ordinaire, par exemple par clavette longue, pour empêcher la rotation du sabot annulaire 29. des efforts de frottement importants s'opposeraient au mouvement axial, plus particulièrement quand le sabot annulaire 29 et l'anneau de friction 13 commencent à entrer en contact. Encore un autre avantage, qui est obtenu par l'usage d'un accouplement avec membrane à la place d'un accouplement coulissant ordinaire, par exemple à clavette longue, réside dans le fait que les vibrations possibles, pendant la mise en contact des organes de friction, sont réduites considérablement.
Avec
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un accouplement ordinairedu type à clavette, la résistance produite par frottement d'un point à un autre le long de la périphérie des organes ve- nant en contact varie souvent de sorte que l'organe de friction a tendan- ce à se déplacer d'abord dans un sens et puis dans l'autre,ce qui tend à produire un broutage et des efforts extrêmement élevés.. dus à des chocs.
sur les surfaces mises en contacte Un certain jeu doit nécessairement exis- ter entre ces pièces coulissantes et ce jeu augmente rapidement à cause de l'usure résultant du broutage dont question plus haute Tous ces effets pré- judiciables sont évités par l'objet de l'invention car la résistance qui s'oppose au mouvement des surfaces mises en contact et créée par la membra- ne flexible axialement est répartie uniformément sur toute la circonféren- ce et elle n'augmente ou ne varie pas pour la raison que le couple est également transmis par la membraneo En d'autres termes.,, comme aucun frottement par glissement ne s'oppose au mouvement du sabot annulaire et comme la répartition de tout effort axial n'est pas augmentée ni modifiée par le couple qui est transmis par la membrane,
la mise en et hors contact du sabot annulaire 29 et de l'anneau de friction 13 se font avec douceuro
REVENDICATIONS.
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1. Frein pour des presses et machines analogues pour le travail des métaux, ce frein comprenant un anneau de freinage fixe et un organe rotatif avec une surface annulaire qui recouvre ledit anneau et forme une surface de freinage,, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (24..29) comprenant une membrane (24). en un métal élastique,, montée sur une partie fixe de la machine et rendue solidaire de celle-ci radialement au delà de la périphérie dudit organe rotatif (13),, lesdits moyens avec membrane s'étendant radialement vers l'intérieur pour recouvrir la face annulaire opposée dudit organe et des moyens (32. 25.
26) étant prévus pour rapprocher et écarter axialement la partie recouvrante de ladite membrane dudit anneau de freinage fixe (17) pour provoquer et interrompre le serrage par frottement dudit organe rotatif (13).