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" Dispositif de réglage de la hauteur de'la couronne d'eau dans les freins hydrodynamo- mètresà disque ".
Dans les freins hydrodynamomètres à disque, le disque relié au moteur à essayer par un ou plusieurs accouplements tourne dans la carcasse ou stator de l'hydrodynamomètredispersant l'eau/ qui entre par une conduite prévue, à cet effet, à la périphérie et sous forme d'un anneau sous l'effet de la force centrifuge.
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Suivant la hauteur/atteinte par l'eau, l'anneau ou couronne couvre une surface du disque plus ou moins grande et provoque des effets de freinage plus ou moins puissants.
Par suite, la charge du motour à essayer est due au réglage da la hauteur de l'agneau d'eau, hauteur qui doit, en de. nombreux cas, pouvoir varier de quelques fractions de millimètres.
Far conséquent, il faut pouvoir assurer au frein un. moyen
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de réglage permettant de coonander la hauteur de la couronne d' eau à ces valeurs précises et d'en empêcher les variations spon- tanées qui peuvent être dues a des ohangenents de vitesse, à des infiltrations d'eau irrégulièros et à des fluctuations provenant de toute autre cause, ces variations devant rester dans des li- mites encore inférieures à celles indiquées, en général ( 0,5 mm).
De cette façon seulement, on peut assurer au frein une constance de charge susceptiblede permettre des réglages ou des mesures précises.
Le dispositif de réglage suivant l'invention, situé, en général, au centre de la partie inférieure de l'une des flasques de la carcasse du frein, consiste en un. dispositif de trop-plein,
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par exenpie en fornc d'ajutage, présentant une ou plusieurs lu- mières de trop-plein pour la surface intérieure de la couronne d'eau, ce trop-plein étant susceptible d'être déplacé approxima- tivement selon un rayon de la carcasse du frein.
Ce déplacement
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peut être obtenu, par exemple, en Liontant l'ajutage sur une glis- sière coulissant le. long de deux guides disposés de part et d'au- tre d'une. ouverture, ménagée radialejient dans la carcasse et fer- iiés de façon étanche par la glissière E-118-1lt:;...1()o La glissière )t,ut être, ::111:;'-T";f-8, coï..-ra.nd. par une oré- ïlaillèl'E:'"E'l1;;J:'cn;.'llt un à ç> 1 =¯1 :=J1,1 O: 11t2 actionné dir'-',cte::E1IJt ou indi- / l'(: Ctf,.;Gj1t au ':. 7{(::''l 'd'un petit volant a :.lail1. Toutefois, elle pour- rCI :;0re r3gctl(:Tert cor()cl11déc de toutr autre façon équivalente.
Cn peut apporter, su dispositif ci-dessus j'lcnti;)l'¯l1', un perfectionnenent suggéré par l'expérience.
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En effet, on a constaté expérimentalement que lorsque, dans un tel frein, on rapproche les disques tournants des diaphragmes ( c'est-à-dire des disques solidaires du stator ) on accroît la puissance de réaction du frein.
Il résulte des expériences effectuées que ce rapprochement des disques tournants provoque, dans une certaine mesure, des freinages dix fois supérieurs à ceux réalisés par des disques normalement écartés suivant des dispositions de construction dé- jà connues.
Par ailleurs, il faut encore tenir compte de ce qu'un frein ne s'utilise pas exclusivement pour la puissance maxima qu'il est capable d'absorber ou de freiner en fonction des différentes vitessesqui lui sont permises jusqu'à la vitesse maxima mais aussi pour toutes les valeurs intermédiaires jusqu'à la puissan- ce minimaqui lui est permise aux mêmes vitesses.
Plus l'écart est grand entre les maxima et minima à frei- lier plus grande est l'étendue d'utilisation effective de la ma- chine.
Si la puissance maxima 8'obtient par l'immersion totale du disque ou des disques rota.tifs du frein dans l'eau ou si la hau- teur de la couronne d'eau est maxima, la puissance minima à la même vitesse s'obtient avec la plus faible hauteur de couronne d'eau conforme aux caractéristiques hydrodynamiques et mécaniques de la machine.
Cette couronne minima est normalement de dimensions telles, qu'elle permet de freiner, à une vitesse donnée, un minimum de puissance équivalent à 5 % du maximum, soit 5/100.
Si dans le même frein / on rapproche les disques des diaphrag- mes aussi près que le permet la construction, le rapport de frei- nage reste inchangé, parce que on élève en même temps la courbe de maximum et la courbe de minimum.
Suivant l'invention, en plus du rapprochement des disques on a, pour cette raison, prévu la diminution d'épaisseur des
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aisquss cu::-:.i.!o.s dans s lsli ;. zone périphérique dans l, , but d'écar- ter la surface df-'.s disques Su fur et t n:ësUJ7<", C1.?a=, 18 couronne d'e"ï> devient plus petit.'', lorsqu'on :iï'OCE:C1(; au 1^ =1,v '1U moyen du. dispositif ci-dessus ¯',ii:tl.illê, Grâce: à Cf".t, disposition, 011 report'-.; 1.3 S ii':-::i.i1'IJF:S sur les minimums, pour des valeurs équivalentes à CF.L1F;S Jbt,=.¯luP, avec les disques écartés. L'invention sera mieux 00'':'1)1'1s6 e. à. l'aide O.tl :; L'lit des dessins ci-alllle=:.;sV'3s,::ntée.;-,sur les figures 1 l'h ., quelques tomes préf()r6e.,s et non liMitatives de. rGb,lisatiOl1 de l'invention.
La figure 1 représente, en coupe axiale, un frein à un seul disque dans lequel le disque 1 est relié au moteur à essayer par un accouplement 2. Le disque tourne dans la carcasse ou stator 3 et refoule l'eau ( ou un autre fluide approprie ) arrivant par la conduite! à la périphérie en forme d'anneau 5, sous l'effet de la force centrifuge.
Selon la hauteur 6 atteinte par l'eau l'anneau d'eau recou- vre une surface plusou moins grande du disque etprovoque des effets de freinage plus ou moins puissants.
Le réglage de la charge du moteur à essayer est obtenu par
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le réglage de la hauteur 6 de la couronne d'eau qui, fréC]u8mnent, doit pouvoir varier de quelques fractions de millimètres.
Ce réglage est assuré par le régulateur 7- 15 formant 1' objet de la présente invention. Il est générale;:Gent situé dans le bas et au centre de l'une des flasques 3¯ de la carcasse, du frein et consiste en un dispositif de -trop-plain, par exemple en
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forme d'ajutage' 7 présunbunt t unu ou plusieurs lumières S ch, trop- plein, ce dispositif pouvant Stre déplacé selon un rayon de la carcasse.
Selon la figure 2 l'ajutage devantservir pour les deux sens de rotation du frein, présente deux lumières symétriques
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d'évacuation ayant pour cotes a - b - c - d et as - bl - c' - d respectivement.
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La première lumière sert pour le sens de rotation indiqué par la flèche, et'autre pour le sens contraire.
Les côtés a et d sont à arête vive.
L'eau au-dessus du niveau établi par l'arête d entre dans l'ajutage et est dirigée vers l'extérieur en subissant un change- ment de direction à 90 le long de la paroi courbe 16 ( figures 2 et 5 ).
Selon les figures 3 et 4 l'ajutage est monté sur une cloi- son à glissière 8 coulissant radialement le long de la lumière de même largeur, ménagée dans une paroi de la carcasse du frein, et il ferme cette lumière dans la partie au-dessous de l'ajutage par lequel s'écoule la couronne d'eau.
Les guides 9 de la cloison du dispositif de trop plein, sont étanches afin d'empêcher les fuites d'eau par les intersti- ces.
Le mouvement de. la cloison avec l'ajutage est indiqué par la figure 3.
Grâce au volant de réglage 10 et par l'intermédiaire de l'accouplement conique 11 et de l'engrenage 12 engrenant la cré- maillère 13 de la cloison, ceµle-ci peut être déplacée verticale- ment .
:,'épaisseur de la couronne d'eau suit donc rapidement les variations de la hauteur du trop plein.
L'excès d'eau évacué représenté par un volume égal d'eau admis pour le refroidissement du frein, est projeté à l'extéri- eur et, en frappant contre les aubes directrices 14 de la boite d'évacuation 15, est orienté vers le bas ou un bac placé sous le frein peut le recevoir et l'évacuer.
Les freins munis de ces dispositifs sont réalisés suivant les schémas des figures 1, 6 et 7.
La figure 1 montre un frein à un seul disque.
L'eau est admise d'un côté du stator et évacuée de l'autre côté par le trop-plein.
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La figure 6 ruprésr'nte 1.111 frein a plusieurs disques 1, chacun desquels est s'-n'.;1r", (IfS autres par des c1î:J-l]lrr!;:::.F'±0 ;)1' so-- lidaires du stator, CCG cu¯; 3ru4,;.cs COJ1stltlJ,',nt pour choque dis- que ujic chambre cfX'",c,#'liqu.:'i". t flVC.C les :1utrcs au i;;o T;#1: de trous pratiqués sur les = dj,z.phrs<j.i>=:s et aussi sur les c1isu( 80 ¯C'i1-7iSS.ïïl et '3vaOuFltion se ront oome pour 1?. frein, 8. sur.
8(71),1 disque.
La figura 7 ro11tl'l le- SC:11:";f,t:' dTUJl. freins p1L15¯L; Ur: disques ;1:<:=x lequel le3 s dispositifs de tI'(yp-plè:.::.n 7.. 7 t sont au Honore de- deux COTJLDl1Q.3S S ¯h:Lll'i.etY1 î¯r,ïlt - et disposes sur 1,0 s d'Ó,ux flasques du stator, tundis qu'il n'y ;: qu'une ac1r',issioll, au centre, dans me oh8:nb1'e e 4 ' d'où l'eau se repartit dans les C?FLî> moitiés du frein par d;.:>ù trous centraux 17 pour rGp7.71C1r( les S c;STC-CLlc3t10=iS îet>4rales après avoir C'?c..:S les chanbI'cs des disques.
Cette disposition est utilisée lorsqu'il est nécessaire de renouveler de'grandes quantités d'eau dans les freins3 puissance de freinage élevée.
Les systèmes de manoeuvre des cloisons peuvent différer de celui ci-dessus décrit et être prévus en rapport selon le type
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de frein et l'effort applicable et selon que la oor.'mande est di- recte ou indirecte, manuelle ou électrique.
Les figures 8 à 14 se rapportent à quelques variantes pour des disques approchés et contractés. Dans ces freins, du fait des disques rapprochés, on obtiendra un maximumqui sera 8 à 10 fois supérieur au précédent etun minimum, à peu près égal au pré- cédent, avec une progression sans solution de continuité.
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Numériouenent, on aura les valeurs suivantes :
F min 5 Freins à surface écartée : rapport de freinage = F max = 100
F nin 50
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Freins à surface rapprochées : rapport de freinage = F max =100 Freins à surface rapprochées progressivement :
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Min Rapport de -Lre:Lliage= lD F.n8x. = 1000
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Graphiquement, l'aire d'absorption est représentée, pour les trois cas, par les figures 8, 9 et 10.
Sur ces figures, on a porté en abscisses le nombre de tours et en ordonnées les puis- sances en HP.
La figure 8 représente le cas d'un frein à surfaces écar- tées, la courbe A correspond au minimum de freinage, la courbe B au maximum, leur rapport étant de 5/100. La figure 9 représente le cas d'un frein à surfaces rapprochées, les courbes en pointil- lé A et B correspondant à celles de la figure 8, tandis que la courbe C correspond au minimum de freinage et la courbe D au maximum, leur rapport étant de 50/1000, soit 5/100. La figure 10 représente le cas d'un frein à surfaces rapprochées à disques à épaisseur réduiteleur périphérie; la courbe A correspond au minimum de freinage comme sur la figure 8 et la courbe D au maxi- mum de freinage comme sur la figure 9. On voit que le rapport de freinage est de 5/1000.
En se référant aux figures 11, 12, 13 et 14 :
L'eau qui alimente les freins a le double rôle. de servir à exercer une friction et à transporter la chaleur engendrée par la puissance freinée, de sorte qu'un frein en fonctionnement est constanment alimenté en eau suivant le circuit illustré par les figures 11 et 12.
@ représente la. carcasse du fre irl. B représente un disque fixe avec ses diaphragmes. C et C' représentent les disques tour- nants solidaires de l'arbre D accouplé au moteur à essayer.
L'eau entre par une conduite quelconque dans le frein, en E, et est amenée au centre où il ne règne aucune pression de sor- te qu'elle peut facilement entrer dans le stator, sans rencontrer de résistance.
Elle frappe contre le disque ? du rotor et est projetée, par la force centrifuge, à la périphérie où elle forme un anneau tournant.
Elle passe, par les trous des disques, dans les autres
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ohaubres et s'évacue la hauteur du trop-plein ou u : j bt :.: gF# déva- cuation C, auquel incombe la rôle de régler l'épaisseur de la.
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o our 01111;:' d'eau.
".". l î passe eJ1sui te ;..5. : < r# 1'-';. conduite L e de celle-ci dans le bac placé é l'extérieur. k on le Vt71¯-i sur les is fl >. >; s 1:;1 :# , 1m GisCiUi¯'"3 \.rt l.'s clin- ;:llr...;v ¯. sort rapprochés et " G 1;:1I1L::.ïlt \11 issc.ür 1-. p''-riph3- j..., r:..' ¯)(:11'1,":: 1:;) freins 1 disquf'.c très rC.)i7:'uCiu.::
<, très perforas, c 18 S [-Ü-dirEr grande trf121S:FwI';:.;¯1CE, Odl t.LCUL1GJ'¯-¯w,ïlt s'ils sont alinentés par de forts courants d'eau, une partie s'. nzi.el::.:al du fluide parcourt régulièrement le circuit, tandis qu'une autre partie est transportée des zones centrales, à.
travers les perfo- rations des disques, directement vers la dernière chambre où se trouve l'ajutage, de sorte, que l'eau est évacuée avant d'avoir absorbé sa part de chaleur à dissiper. Cet inconvénient conduit souvent à un échauffèrent excessif du frein, même avec une ali-
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mentation supérieure '''Il eau. ",-:
fin d'éviter cet inconvénient, SU7.- vent l'invention, on prévoit un dernier disque C' enferme dans
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la charabre 0-\ se trouve l'ajutage et sans les trous de passage d'eau habituels, de sorte que l'eau se trouve enpêohee do par- courir tral1svcrs3.1E-'me:J. la chanbre et de re joindre directement l'évacuation, mais elle est obligée de dévier vers la périphérie avant de remonter par la surface opposée vers l'ajutage de trop- plein.
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La figure 15 montre le circuit suivi par l'eau coiawie i:#,eix- tionné ci-dessus; les nappes d'eau vont frapper contre la surface fermée. C" du disque conducteur C' et, après être passées en par- tie à travers les disques perforés précédents elles se dirigent vers la périphérie', passent par l'intervalle annulaire X entre le disque etle stator et remontent du côté opposé vers l'ajutage G d'où elles sont évacuées à l'extérieur.
Le système s'applique aussi aux freins comportant plus de
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deux disques tournants dans lesquels les disques conducteurs non perforés C peuvent être multiples et intercalés entre d'autres disques tournants perforés ( figure 14 ).
En supposant que, dans le frein en fonctionnement, l'état hydrodynamique turbulent, dû en particulier à la grande vitesse des disques tournants et aux perforations de ces derniers, donne à la surface intérieure de la couronne d'eau K un profil déchi- queté et irrégulier, le disque conducteur C' et, dans le cas con- sidéré celui qui est le plus près de l'ajutage d'évacuation, rem- plit une deuxième fonction d'importance au moins égale.
Du fait qu'il ne comporte pas de perforation, ceci rend la couronne d' eau parfaitement régulière, sans oscillation d'épaisseur ni dé- chiquetage du profil intérieur ( surface Intérieure de la couron- ne ) de manière à faciliter le travail du trop-plein et à établir une plus grande constance ,d'évacuation à laquelle est liée, comme lton sait, la régularité de fonctionnement du frein étant donné qu'à une couronne de hauteur constante correspond un freinage constant.
Naturellement, le dispositif visé pourra être appliqué à tout type de frein utilisant un fluide quelconque, même autre que l'eau, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.