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Accouplement à courants tourbillonnants.
La présente invention concerne des perfectionnements aux. accouplements, à courants tourbillonnants destinés à ser- vir d'embrayage, de freins, de dynamomètres, etc.
L'objet de l'invention est un accouplement à courants tourbillonnants destiné à développer ,un couple important à des vitesses de glissement relativement .faibles .et à dévelop- per également un couple sensiblement constant clans.une large gamme de vitesses de glissement relativement plus élevées sans augmenter les.dimensions.de l'accouplement ou des acces- soires d'excitation et tout en conservant sa caractéristiques désirable couple-vitesse. Comme on l'a représentée ici, l'in- vention est décrite avec référence à un accouplement à glisse- ment et il doit être bien entendu qu'elle est applicable à des freins, des dynamomètres et des appareils analogues.
Suivant la présente invention, l'accouplement à courants tourbillonnants comprend un organe de champ et un organe in- ducteur coaxiaux tournant l'un par rapport à l'autre, parmi
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lesquels l'organe de champ contient des moyens pour établir un champ;
, consistant en une série annulaire coaxiale de pô- les Nord et de pôles Sud alternants, d'intensité sensiblement égale., flanqués d'un côté par une série annulaire coaxiale de forts pôles Nord et de faibles pôles Sud alternants et de l'autre côté par une série coaxiale de forts pôles Sud et de faibles pôles Nord alternants, et parmi lesquels l'organe inducteur est en relation magnétique inductive par rapport au champ et pourvu de moyens conducteurs de courants tourbil- lonnants à faible résistance dont au moins la majeure partie est disposée hors du circuit magnétique du flux de ce champ.
Dans les dessins annexés qui montrent une des formes variées de réalisation possible de l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation en bout, en partie en coupe, de l'accouplement électro-magnétique de l'inven- tion.
La fig. 2 est une coupe par la ligne 2-2 de la fig. 1.
Les mêmes chiffres de référence indiquent les pièces correspondantes dans les différentes vues du dessin.
On a représenté au dessin un arbre de commande 1 relié à un moteur approprié quelconque. Un organe de champ 3 con- centrant le flux est monté sur l'extrémitéde l'arbre menant.
Cet organe de champ est destiné à actionner un arbre mené 5 par l'intermédiaire d'un organe inducteur 7.
L'organe de champ renferme un élément principal en étoile 9 comportant un moyeu cylindrique 11 fixé sur l'extré- mité de l'arbre menant 1. Une bride 13 d'une pièce avec le moyeu s'étend radialement.Un certain nombre de dents, 15 fai- tes. d'une pièce avec la périphérie de la bride, s'avancent axialement dans la direction de l'extrémitéde l'arbre menant.
Ces dents sont uniformément espacées autour de la périphérie de la bride qui est échancrée entre les dents comme on l'a indiqué en 17. Chaque dent a une largeur uniforme N depuis sa racine dans la bride 13 jusqu'à son extrémité libre. Les sur- @
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faces. extérieures 19 des dents se trouvent dans une forme cy lindrique imaginaire. Les surfaces intérieures 21 des dents sont,dans des plans inclinés sous.un angle par rapport à l'axe de l'accouplement. De cette manière chaque dent diminue uniformément d'épaisseur de sa racine vers son extrémité libre. L'élément principal en étoile 9 est fait de préféren- ce on acier à dynamo.
Le moyeu 11 et les dents 9 procurent une rainure an- nulaire recevant une bobine de champ annulaire 23. Cette bo- bine est excitée à partir d'un circuit d'énergie approprié au moyen de connexions à anneaux glissants 25. La.hohine est retenue dans. la rainure par un second organe en étoile 27 ayant une bride 29 télescopée par-dessus le moyeu 11 jusqu'en prise avec la bobine et soudée au moyeu comme on l'a indiqué en 31. Un certain nombre de dents 33 formées d'une pièce à la périphérie de la bride 29, uniformément espacées autour de la périphérie s'avancent axialement à partir de la bride 29 en- tre les dents 15 de l'étoile principale 9 et dans les échan- crures 17. La bride 29 est échancrée entre les dents 33, com- me on l'a indiqué en 34, pour recevoir les extrémités libres des dents 15.
De même que les dents 15, les dents 33 sont de largeur uniforme W depuis leurs racines jusqu'à leurs ex- trémités libres. Leurs surfaces extérieures 35 se trouvent également dans la même forme cylindrique imaginaire .que ,les surfaces 19 et leurs surfaces radialement internes 37 se trou- vent dans des plans inclinés de sorte .que les dents diminuent uniformément d'épaisseur depuis rieurs .racines, jusqu'aux extré- mités libres. L'organe en étoile 27est également.fait de pré- férenoe en acier à dynamo.
L'organe inducteur 7 comprend des .moyeux 39 fixés sur l'extrémité de l'arbre mené 5 et présentant une bride 41 fai- te d'une pièce et s'étendant dans une direction générale ra- diale. Des barres 43 s'étendant axialement à .partir de la pé-
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riphérie de la bride 41 portent un tambour inducteur magnéti- que 45 entourant l'organe de champ 3. La surface cylindrique intérieure du tambour 45 est espacée de la surface cylindrique renfermant les surfaces extérieures des dents 15 et 33 avec un intervalle d'air aussi petit qu'il est possible tout en conservant un jeu convenable da.ns les conditions à froid et à chaud.
La caractéristique essentielle de l'invention du pré- sent brevet réside particulièrement dans la disposition d'an- neaux conducteurs de courants, tourbillonnants et placés dans le tambour.inducteur et qui vont être décrits maintenant.
Comme le montre la fig. 2 en particulier le tambour inducteur est muni de deux rainures 49 intérieures espacées axia- le,ment. Ces rainures s'étendent complètement autour de la péci- phérie intérieure du tambour et sont situés par rapportà l'or- gane de champ 3 de telle manière que les majeures parties des rainures sont disposées axialement en dehors des plans passant par les faces latérales des dents de l'organe de champ. La pa- roi intérieure 51 de chaque rainure est de préférence sensible- ment dans le morne plan que la face extérieure de la bride res- pective 13 ou 29 comme le montre la fig. 2.
Un annceau 53 en matière ayant une faible résistance électrique, de préférence en cuivre, est fixé dans chacune des rainures de manière à éta- blir un contact à faible résistance électrique avec la paroi intérieure 51 de la rainure; ceci peut se faire par brasure à l'argent de l'anneau à la paroi intérieure 51. Il n'est pas né- cessaire qu'un bon contact électrique soit établi ailleurs.
Il est important que les anneaux 53 soient disposés avec leurs majeures parties axialement à l'extérieur des plans passant par des faces latérales de l'organe de champ 3, de façon à ne pas se trouver dans le circuit magnétique du flux de l'organe de champ. Ceci a pour but de réduire au minimum les obstruc- tions au passage du champ de flux dans l'inducteur ou l'organe
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à com:a.nts., tourbillonnants .45.
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Lorsque la bobine de champ 23 est excitée, son champ induit un pôle magnétique dans chacune des dents 15 et 33. Com- me les dents 15 s'étendent dans la direction opposée des dents 33 la polarité des dents 15 est opposée à celle.des dents 33.
.Ceci a pour effet d'établir une série de pôles Nord et Sud al- ternants, chacune des.dents 15 étant par exemple un pôle Nord, chacune des dents 33 étant un pôle Sud. L'intensité de pôle de chaque dent varie dans la direction de sa longueur axiale; elle est maxima dans la partie épaisse de.racine de chaque dent directement au-dessus de la bride sur laquelle elle est formée et va en diminuant sensiblement de cette région vers l'ex- trémité libre de la dent. Ceci provient de ce que la base des dents, va en s'élargissant. A l'extrémité libre des dents, les pôles sont plus faibles, aux .racines des dents les ôles sont plus forts.
A la partie médiane des dents les pôles ont sensi- blement une intensité égale mais alternent de.polarité autour de l'organe de champ 3. L'effet est'd'établir une,série annu- laire centrale de pôles Nord et Sud alternants, d'intensité sen- siblement égale, une série annulaire de forts pelés Hord et de faibles pôles Sud d'un côté de la série centrale ,,et ,une série annulaire de forts pôles Sud et de faibles pôles Nord.de,1'.au- tre côté.
La série médiane de pôles Nord et Sud alternants d'in- tensité sensiblement égale introduit dans la caractéristique couple-vitesse de l'accouplement une partie.initiale s'élevant brusquement de sorte que l'accouplement transmet un couple ma- ximum à une vitesse de glissement relativement basse. Les,deux séries latérales de pôles alternativement forts et faibles in- troduisent dans la caractéristique couple-vitesse de l'accouple- ment, une partie subséquente sensiblement horizontale de sorte que l'accouplement transmet un.couple maximum sur une large gamme de vitesses de glissement relativement élevées.
La capacité de l'accouplement, c'est-à-dire son ap- titude à transmettre un couple en proportion de ses dimensions est augmentée sensiblement par la disposition des anneaux condue-
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leurs de courants tourbillonnants. Ces anneaux sont disposés de telle manière dans le tambour inducteur qu'on réduit la résis- tance à 1'écoulement de courants tourbillonnants sans déplacer d'une manière notable la matière magnétique nécessaire dans le tambour inducteur pour induire les courants tourbillonnants.
Leur effet est de diminuer les pertes dites (IR) des courants tourbillonnants en réduisant la résistance à leur écoulement dans le tambour réducteur.La caractéristique couple-vitesse de i'accouplement peut être modifiée par la variation de la dimension des anneaux conducteurs, en cuivre 53. Si on emploie des anneaux de cuivre relativement grands; la vitesse de glis- sement minima requise pour transmettre un couple maximum donné sera réduite, mais la courbe tendra plus fortement vers une ca- ractéristique tombante.
Il doit être bien entendu que l'organe inducteur de la combinaison peut être l'élément menant et l'organe de champ l'élément mené au lieu de l'inverse comme on l'a représenté aux dessins. Il va, de soi également que l'un ou l'autre de ces organes peut être maintenu stationnaire pendant que l'autre est mis en rotation au lieu d'appliquer un couple au premier com- me par exemple dans le cas d'application de l'invention comme frein ou comme dynamomètre. Il va de soi que la bobine de champ 23 peut être remplacée par un anneau en matière magnétique de façon permanente, Somme par exemple le métal bien connu "Alnico"
Revendications.
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