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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
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B R E V E T D '' T N V E N T I 0 N de vingt ans sous le bénéfice de la Convention Internationale du 20/3/1883 Messieurs Dimitri SENSAUD DE LAVAUD et Charles Emmanuel M I L D E " EMBRAYAGE A INDUCTION " ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée en FRANCE le 4 Octobre 1943 et d'une demande de première addition à ce brevet principal déposée en FRANCE le 17 avril 1944.
La présente invention a pour objet un embrayage dénommé "ELECTRO-VOLANT", du genre général dans lequel la liaison angulaire entre un arbre meneur et un arbre mené a lieu par réaction entre un champ magnétique et des courants induits,. Dans les embrayages connus, de ce genre, on prévoit, sur l'inducteur et l'induit respectivement solidaires des arbres à relier, le même nombre de pôles, comme c'est le cas pour les alternateurs monophasés. Il est ainsi possible d'obtenir deux régimes : - un régime dit d'accrochage magnétique dans lequel les arbres meneur et mené tournent à la même vitesse comme s'ils étaient accouplés magnétiquement.
- un régime d'embrayage avec glissement, l'arbre mené tournant moins' vite que l'arbre meneur.
L'obtention de ces deux régimes, qui peut être avantageuse à certains égards, présente par ailleurs divers incon- vénients'. En premier lieu, le fonctionnement est bruyant et l'induit, que diverses raisons obligent à caler sur l'arbre mené, est obligatoirement lourd et par conséquent d'une inertie considérable. Ces deux inconvénients suffisent à rendre les embrayages du genre envisagé, impropres à la traction automobile.
On conçoit, en effet immédiatement, que dams cette application où l'embrayage est interposé entre le moteur et la boite de vitesses, l'inertie de l'induit calé sur l'arbre primaire de cette dernière s'oppose à la rapidité de passage a'une vitesse à une autre ; ....../
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Pour remédier à/des inconvénients, l'invention consiste principalement , dans les embrayages à induction et
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Le couronne ;;eut être en métal magnétique et pourvue d'encoches. Elle peut aussi être en métal non âry; .LCs,iÀC et pur exemple en alliage léger, et comporter dos évidements dans lequels sont logés des barreaux en métal magnétique, de préférence encastrés au moulage.
L'invention ne permet plus l'accrochage magnétique,
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mais, par con'.re, permet ùe substituer à l'induit des embra- yages antérieurs, une couronne ou un plateau qui, allégé (le t@utela masse de cuivre qui constitue l'équivalent de la cage d'écureuil des moteurs asynchrones, présente une inertie extrêmement réduite.
L'invention a aussi pour but d'augmenter le couple transmis, tant au démarrage qu'en marche normale et de ren-
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dre le fcnctio'.:nement silencieux, et,à cet effet vise divers moyens qui en combinaison avec la caractéristiques principale définie ci-dessus, sont appliqués aux formes d'exécution de l'invention, décrites ci-après et représentées à titre d'exem- ple seulement, aux dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 est une coupe longitudinale d'ensemble d'un embrayage à induction selon l'invention.
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La figure 2 est une demi-vue en bout correspond- dante, avec coupes transversales partielles.
La figure 3 est une demi-coupe longitudinale, pour
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une V6J'j,:3.nte xécution.. une variante d'exécution.
La figure 4 est une coupe axiale partielle d'une variante d'exécution de -la couronne calée sur l'arbre mené.
La figure 5 est une coupe partielle suivant la 1 igné V-V de la figure 4.
La figure 6 est une vue partielle par dessus de la couronne.
L'arbre du moteur est indiqué en 1 et l'arbre mené qui, dans la réalisation envisagée est le primaire d'une boite
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de 'iÍ [;8':8(; 2, ; indique en 3, ces deux arbres étant co 8xiau:xl.
L'inducteur comporte une masse magnétique (4-4a) qui, tenant lieu de volant, peut être aussi pesante qu'il est utile. Cette masse est en deux pièces 4 et 4a réunies entre elles par des vis 5 ou autres moyens appropriés, et elle forma enveloppe on blindage pour l'enroulement inducteur 6. Ce
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dernier, pour se prêter sans inconvénients aux échauffcmcnts, est de préférence constitué par un ruban de cuivre oxydé, cmaillé ou recouvert d'un vernis approprié stable aux tempéra bures mises en jeu. La masse 4-4a est avantageusement pourvue d'ailettes ou nervures de refroidissement.
La purtie 4a est, par exemple, fixée sur une bride la de l'arbre moteur 1 par des boulons 7 . Elle porte un collecteur 8 sur lequel frotte un charbon 9 d'amchàe du courait d'excitation. L'une des extrémités de l'enroulement est reliée en 10 au collecteur 9, l'autre extrémité étant a la masse.
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La masse magnétique 4-4a présente deux couronnes polaires 13-14 coaxiales dans lesquelles sont pratiquées des encoches radiales ou disposées hélicoidalement à grand pas pour supprimer les sifflements au démarrage et les bruits dus aux harmoniques. Ces encoches reçoivent des barres de cuivre 11, qui, réunies par des anneaux de cuivre latéraux 12 constituent dos cages d'induit comparables à celles uti- lisées sur los moteurs asynchrones. Les barres 11 otlos couronnes latérales 12 peuvent avantageusement être obtenues par coulée en disposant dans un moule les couronnes 13 et14 convenablement entaillées.
Unplateau 15, en fer doux par exemple, et de constraction aussi légère que le permet le couple maximum à transmettre, est calé par son moyeu 16 sur l'arbre mené 3 sontenu et centre à son extrémité dans un roulement 17 de l'arbre moteur 1. Le plateau 15 comporte une couronne. 18 qui s'engage entre les couronnes 13 et 14 avec l'entrefer minimum et présente au droit des pôles 11 des créneaux-ou dents 19 dont la largeur et la répartition régulière est telle que plusieurs de ces pôles 11 soient recouverts ou dégagés par une dent 19 ou un espace entre dents 19. Les créneaux 19 peuvent être inclinés légèrement par rapport aux plans radiaux correspondants.
En ce qui concerne, la section, l'orientation, le nombre et le calage angulaire relatif des barres 11, on peut recourir aux dispositions suivantes :
Les deux extrémités polaires de l'inducteur comportent chacune le même nombre de pôles et au moins quatre pôles pour une encoche de la couronne calée sur l'arbre mené;
Les barres 11 sont de forme générale rectangu- laire allongée dans le sens radial de façon que la résistivité des circuits induits varie avec la vitesse angulaire pour permettre d'obtenir un couple sensiblement constant entre des vitesses éloignées et, par exemple, entre 80 et 3.500 tours minutes'.
Depréférence, la section transversale de ces barres n'est pas constante mais varie pour obtenir un couple aussi constant que possible',
Les encoches, dans le corps polaire, pour recevoir les conducteurs 11 sont fermées, demi-fermées ou ouvertes et peuvent présenter les sections spéciales employées dans la construction des moteurs asynchrones à induction, à cages d'écureuils multiples. Les conducteurs voisins de l'entrefer ont une section plus faible que les conducteurs éloignés de l'entrefer.
Pour assurer une répartition sinusoïdale du champ magnétique, la section des pièces polaires est déterminée de façon que l'entrefer ait sa valeur minimum au milieu des distes pièces polaires et augmente vers les bords de celles-ci.
Les pièces polaires sont-disposées à des intervalles supérieurs à leur propre largeur;
Les parties du corps magnétique de l'inducteur qui comportent les encoches pour les conducteurs des cages d'écureuils, sont feuilletées.
Pour supprimer les harmoniques, on a recours aux artifices suivants': - Les barres .Il sont inclinées légèrement par rapport aux plans radiaux correspondants de façon à constituer une disposition comparable en principe à celles d'une denture hélidoidale à grand pas;
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- Les dents 19 de la couronne à encoches 18 sontinclinées par rapport;aux plans radiaux correspondants.
- Si les deux extrmits polaires ôe l'inducteur ont le même nombre de pôles, ceux-ci sont décalés dans le sens angulaire d'une couronne polaire à l'autre.
- On prévoit sur les extrémités ou couronnes po- lairos de l'inducteur, des nombres de pôles différents.
Le fonctionnement est le suivant :
Au démarrage, l'arbre 1 tourne et l'enroulement 6 n'étant pas excité, le plateau 15 est immobile. On produit l'excitation progressive de l'enroulement 6, par exemple au moyen du courant pris sur la dynamo du moteur avant l'entrée au relais de contrôle de charge de la batterie.
On peut aussi obtenir la progressivité du démarrage soit, par excitation au moyen d'une dynamo séparée dont le voltae varie avec la vitesse de l'arbre moteur, soit en controlant le courant d'excitation par des rhéostats dont la commande dérive de moyens soumis à la vitesse de 7.'arbre moteur et tels, entre autres, que des mécanismes à masses centrifuges ou des moyens soumis à la dépression à l'as- piration du moteur. En accélérant le moteur, le couple de liaison entre les inducteurs et le plateau 15 croît rapidement et l'entraînement de l'arbre mené 3 a lieu progressivement. Le régime de liaison avec glissement s'établit et le couple reste sensiblement constant avec la vitesse.
Cette constance du couple est d'autant plus ré- gulière que la Rameur des lames 11 est, jusqu'à une cer- taine limite, plus grande par rapport à leur largeur!.
Leur section transversale peut varier d'unebague 12 à l'autre, pour éviter les sifflements dus à certains harmo- niques';
L'embrayage peut agir comme frein magnétique,. II s'oppose en effet automatiquement à ce que la vitesse angu- laire du plateau 15 soit supérieure à celle de l'arbre moteur 1.
Dans le cas où il est gênant de placer le charbon 9d'amenée du courant, entre le moteur et l'embrayage comme c'est le cas pour la figure 1, on peut adopter la disposition montrée par la figure. 3 . Dans cette disposition, le char- bon 9 est entre l'embrayage et la boîte 2; il frotte sur un collecteur 20 monté à l'arrière du moyeu du plateau 15, en liaison avec un frotteur 21 isolé par rapport au dit moyeu et en contact avec une couronne conductrice 22 montée sur la partie 4a de l'inducteur. La couronne 22 est par exemple fixée par les vis 5 qui réunissent les.parties 4 et 4a : Elle est convenablement isolée de la partie 4a et reliée en 10 à l'enroulement inducteur 6.
Dans la réalisation des figures 4 à 6, la cou- ronne calée sur l'arbre mené est en métal non magnétique coulé, et par exemple en alliage léger. On dispose dans le moule un certain nombre de barreaux 31 en métal magnétique, en fer doux par exemple qui, après coulée, se trouvent encastrés dans le métal d'une jante cylindrique 32. Les sections longitudina- le et transversale des barreaux sont déterminées comme montré par les figures 4 et 5 de façon à les @ancrèrdans la masse de métal coulé et à-les maintenir malgré les effets centrifuges qu'ils sont appelés à subir;
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Les barreaux 31 sont inclinés par rapport aux plans radiaux correspondants, comme montré par la figure 3, La largeur et la répartition des barreaux 1 déterminent la largeur et la répartition des pales apparents de la jante 32 ou partie active de.la couronne engagés dans le flux magnétique de l'inducteur entre les pièces polaires pour-
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vues/>des conducteurs qui constituent les cages d'écureuili',4
La couronne 'est centrée et fixée par son flasque 33 sur un moyeu 34 qui permet de la caler sur l'arbre mené de l'embrayage: Sa fixation au flasque 33 a lieu par exemple par rivets 35.
Toutefois, le montage de la couronne 32 est tel qu'elle puisse flotter dans le sens axial pour que sa jante puisse se placer automatiquement dans la position d'équi- libre qui correspond à la réluctance minimum On évite ainsi les bruits qui se produiraient autrement par distor- sions plus.ou moins périodiques du champ magnétique par rapport à un plan moyen de la jante perpendiculaire à 1!axe de rotation.
Des trous d'allégement et de ventilation peuvent être prévue en 36 dans la jante 32 entre les barreaux 31 et dans le flasque 33 en 37.
-- REVENDICATIONS --
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---------------- 1.) Perfectionnements aux embrayages à induction du genre dans lequel la liaison angulaire entre un arbre meneur et un arbre mené a lieu par réaction entre un champ magnétique et les courants induits caractérisé en ce qu'on monte les anneaux induits sur l'inducteur même autour des pôles, et en ce qubn substitue à l'induit calé sur l'arbre mené, une couronne sur laquelle sont réparties dès zones alternativement magnétiques et-non magnétiques, le nombre des pôles de l'inducteur étant.sensiblement supérieur à celui des dites zones'.
2.) Embrayage à induction perfectionné d'après la re- vendication 1, caractérisé en ce que l'inducteur est constitué par les deux extrémités polaires d'une masse magnétique qui enveloppe l'enroulement d'excitation, ces deux extrémités- polaires'étant conformées de façon à se présenter comme deux couronnes coaxiales entre lesquelles' est engagée la couronne magnétique à encoches calée sur l'arbre.. mené....
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.