Frein à commande électromagnétique La présente invention a pour objet un frein à commande électromagnétique, notamment un frein destiné à être utilisé dans une machine-outil à com mande manuelle.
On rencontre de grandes difficultés lorsqu'on veut établir un frein qui agit instantanément, c'est-à-dire un frein qui stoppe immédiatement l'avance dans la machine-outil lorsqu'il est actionné. Dans les machi nes-outils où l'avance de l'outil est à commande ma nuelle, il est important que le freinage soit instantané étant donné qu'un léger retard affecte la précision de l'usinage. Les temps de réponse .dans les freins élec tromagnétiques existants sont dus généralement au fait qu'il comprennent des organes mobiles qui doi vent se déplacer pour pouvoir appliquer la force de freinage. De plus, ces organes mobiles peuvent exer cer un couple de freinage élevé, de sorte que leur masse est élevée.
En outre, ils exigent une puissance électrique élevée, laquelle nécessite l'utilisation de relais entre le signal de commande ou l'impulsion destinée à enclencher l'opération de freinage, d'une part, et le frein, d'autre part. Ces relais ont pour ré sultat d'augmenter encore le temps de réponse.
Le but de l'invention est d'obtenir un frein élec tromagnétique susceptible d'être utilisé comme indi qué ci-dessus, dont le temps de réponse est plus court et qui soit d'une construction et d'un fonction nement simples.
Le frein selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un train d'engrenages à rapport de transmission élevé, dont la première roue est soli daire en rotation de l'organe à freiner, et dont la der nière roue entraîne un rotor tournant à une vitesse relativement élevée, ce rotor étant agencé pour être attiré et bloqué par un électro-aimant, lequel exerce alors une action de freinage immédiate et plus grande sur l'organe à freiner, ceci par l'intermédiaire du train d'engrenages.
De préférence, l'organe à freiner est constitué par un volant monté sur un arbre, lequel porte égale ment le premier organe du train d'engrenages ; le dernier organe de ce train d'engrenages est monté sur un autre arbre, lequel porte également un disque monté à proximité d'un électro-aimant.
De préférence, l'électro-aimant est excité par un courant enclenché par une impulsion, ou un signal, engendré dans le système de contrôle au moment voulu, de sorte que le faible intervalle entre l'électro aimant et le disque est fermé et que la force exercée par l'électro-aimant est accrue mécaniquement par le train d'engrenages et s'exerce immédiatement sur l'arbre portant le volant de commande.
Dans cette application de l'action de freinage à l'arbre portant le volant de commande, le jeu entre les roues du train d'engrenages n'interviendra pas étant donné qu'il aura été éliminé par l'entrée en ac tion antérieure du train d'engrenages.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du frein La fia. 1 est une coupe latérale en élévation du frein ; la fig. 2 est une vue en perspective du train d'en grenages et de l'électro-aimant, certains organes étant représentés écartés l'un de l'autre ; et la fig. 3 est le schéma d'un circuit électrique des tiné à utiliser du courant alternatif.
Le frein comprend un volant de commande 10 monté sur un arbre 11 ; ce dernier pivote dans des paliers 12 portés par le cadre 13 et porte également une roue dentée 14. Cette roue dentée 14 constitue l'organe menant d'un train d'engrenages dont le rap port de transmission est élevé, par exemple de l'ordre de l/80.
Le train d'engrenages comprend un pignon 15 fixé sur un arbre 16, lequel porte également une roue dentée 17 ; cette roue dentée entraîne un se cond pignon 18 fixé sur un arbre 19 portant égale ment une autre roue dentée 20 ; cette dernière en traîne à son tour un pignon 21 fixé sur un arbre 22, lequel porte également un disque 23. Tous ces ar bres sont montés parallèlement les uns aux autres dans le cadre 13. Ainsi, le pignon 21 et l'arbre 22 tournent à une vitesse relativement élevée par rap port à l'arbre 11 et la roue dentée 14.
Un disque 24 en acier doux ou autre matière convenable est monté sur l'arbre 22 ; il peut se mouvoir librement le long de l'axe, mais est entraîné en rotation avec ce der nier par les goupilles 25 montées sur le disque 23 et engagées dans des trous 25' du disque 24, ou, de préférence, par des clavettes montées sur l'arbre. Le disque 24 est situé à une faible distance de la face d'un électro-aimant 26 en forme de pot. Le disque en fer doux est normalement sollicité à l'écart de l'électro-aimant par une bille 27 soumise à l'action d'un ressort et logée dans le pôle central de l'électro aimant.
Lorsque le courant est enclenché par une impul sion électrique, l'électro-aimant attire le disque 24 à l'encontre de la bille 27, et le jeu existant entre le disque 24 et l'électro-aimant 26 est supprimé. Ainsi, l'arbre 22 ne peut plus tourner librement. Par con séquent, le train d'engrenages agit en sens inverse et augmente l'action de freinage sur l'arbre 11 du vo lant qui est ainsi bloqué. Un ruban de friction 29, sollicité par un ressort 30, est disposé autour de l'ar bre 11.
Un contact 31 est fixé à la bande 29 entre les deux contacts fixes 32 et 33 et à proximité de ces derniers. Lorsqu'on tourne l'arbre dans une direction ou dans l'autre, le ruban 29 se déplace jusqu'à ce qu'il vienne toucher les contacts fixes 32 et 33, ce qui a pour effet de fermer le circuit représenté à la fig. 3 lequel est destiné à appliquer le courant à l'électro aimant 26. Un léger déplacement en sens inverse, appliqué par le volant 10, provoque l'ouverture des contacts. L'un ou l'autre des contacts fixes 32 ou 33 peut être choisi par le commutateur 34 afin de pro voquer l'arrêt dans une direction seulement.
Un déplacement libre en sens inverse peut être obtenu même lorsque le circuit du frein a fonctionné, le jeu dans le train d'engrenages étant suffisant pour permettre le petit déplacement nécessaire pour ouvrir le circuit entre le contact 31 et les contacts 32 ou 33. Lorsque le frein est destiné à être actionné par un courant alternatif, il y a lieu de prévoir un pont de Graetz comme représenté à la fig. 3.
Electromagnetically Controlled Brake The present invention relates to an electromagnetically controlled brake, in particular a brake intended for use in a manually controlled machine tool.
Great difficulties are encountered when it is desired to establish a brake which acts instantaneously, that is to say a brake which immediately stops the advance in the machine tool when it is actuated. In machine tools where the tool feed is manually controlled, it is important that the braking is instantaneous since a slight delay affects the precision of the machining. The response times in existing electromagnetic brakes are generally due to the fact that they include moving parts which must move in order to be able to apply the braking force. In addition, these movable members can exert a high braking torque, so that their mass is high.
In addition, they require a high electrical power, which requires the use of relays between the control signal or the pulse intended to engage the braking operation, on the one hand, and the brake, on the other hand. The result of these relays is to further increase the response time.
The object of the invention is to obtain an electromagnetic brake capable of being used as indicated above, the response time of which is shorter and which is of simple construction and operation.
The brake according to the invention is characterized in that it comprises a gear train with a high transmission ratio, the first wheel of which is integral in rotation with the member to be braked, and of which the last wheel drives a rotor. rotating at a relatively high speed, this rotor being arranged to be attracted and blocked by an electromagnet, which then exerts an immediate and greater braking action on the member to be braked, this by means of the gear train .
Preferably, the member to be braked consists of a flywheel mounted on a shaft, which also carries the first member of the gear train; the last member of this gear train is mounted on another shaft, which also carries a disc mounted near an electromagnet.
Preferably, the electromagnet is excited by a current triggered by a pulse, or a signal, generated in the control system at the desired time, so that the small gap between the electromagnet and the disk is closed and that the force exerted by the electromagnet is mechanically increased by the gear train and is immediately exerted on the shaft carrying the handwheel.
In this application of the braking action to the shaft carrying the handwheel, the play between the wheels of the gear train will not intervene since it will have been eliminated by the previous entry into action of the gear train.
The drawing shows, by way of example, an embodiment of the brake La fia. 1 is a side elevational section of the brake; fig. 2 is a perspective view of the gear train and of the electromagnet, certain components being shown spaced apart from one another; and fig. 3 is the diagram of an electrical circuit of tines to use alternating current.
The brake comprises a control wheel 10 mounted on a shaft 11; the latter pivots in bearings 12 carried by the frame 13 and also carries a toothed wheel 14. This toothed wheel 14 constitutes the driving member of a gear train whose transmission ratio is high, for example of the order of 1/80.
The gear train comprises a pinion 15 fixed on a shaft 16, which also carries a toothed wheel 17; this toothed wheel drives a second gear 18 fixed to a shaft 19 also carrying another toothed wheel 20; the latter in turn drags a pinion 21 fixed to a shaft 22, which also carries a disc 23. All these ar bers are mounted parallel to each other in the frame 13. Thus, the pinion 21 and the shaft 22 rotate at a relatively high speed with respect to the shaft 11 and the toothed wheel 14.
A disc 24 of mild steel or other suitable material is mounted on the shaft 22; it can move freely along the axis, but is rotated with it by pins 25 mounted on disc 23 and engaged in holes 25 'of disc 24, or, preferably, by mounted keys on the tree. The disc 24 is located a short distance from the face of a pot-shaped electromagnet 26. The soft iron disc is normally biased away from the electromagnet by a ball 27 subjected to the action of a spring and housed in the central pole of the electromagnet.
When the current is switched on by an electrical pulse, the electromagnet attracts the disc 24 against the ball 27, and the play existing between the disc 24 and the electromagnet 26 is eliminated. Thus, the shaft 22 can no longer rotate freely. Consequently, the gear train acts in the opposite direction and increases the braking action on the shaft 11 of the flywheel which is thus blocked. A friction tape 29, biased by a spring 30, is arranged around the shaft 11.
A contact 31 is fixed to the strip 29 between the two fixed contacts 32 and 33 and close to the latter. When the shaft is turned in one direction or the other, the strip 29 moves until it touches the fixed contacts 32 and 33, which has the effect of closing the circuit shown in fig. . 3 which is intended to apply current to the electromagnet 26. A slight movement in the opposite direction, applied by the flywheel 10, causes the contacts to open. Either of the fixed contacts 32 or 33 can be chosen by the switch 34 so as to cause the stop in one direction only.
Free movement in the reverse direction can be obtained even when the brake circuit has operated, the clearance in the gear train being sufficient to allow the small movement necessary to open the circuit between the contact 31 and the contacts 32 or 33. When the brake is intended to be actuated by an alternating current, it is necessary to provide a Graetz bridge as shown in fig. 3.