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Accouplement à friction ou frein de friction 1 i électro-magnétique
La présente invention est relative à un accouple- ment à friction ou à un frein de friction électro-magnétique comportant un corps magnétique servant d'élément de friction, qui est éventuellement combiné avec un disque d'appui et dont la face frontale tournée vers l'induit, servant d'élément de friction et fermant le circuit magnétique, forme, avec sa zone diamétrale externe et avec sa zone diamétrale interne deux pôles magnétiques opposés et porte une garniture de
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friction insérée entre lesdits pôles et s'étendant jusqu'au plan de leur surface frontale.
Dans les accouplements ou t freins électro-magnétiques, le corps magnétique renfermt.it l'enroulement ou bien est lui-même équipé de la surface le friction coopérant avec l'induit, ou bien, en avant du corps magnétique, est monté ce qu'on appelle un disque d'appui qui laisse subsister un étroit entrefer et dont la surface d.e friction, coopérant avec l'induit, forme les deux pôles magnétiques opposés. Les deux pôles du corps magnétique ou du disque d'appui sont séparés du point de vue magnétique par des évidements sensiblement réniformes laissant subsister seulement d'étroites barrettes de liaison, et sont reliés, du point de vue mécanique, par l'intermédiaire de barrettes noyées ou de garnitures non magnétisables.
Dans les formes d'exécution connues, les deux surfaces polaires formées sur .le corps magnétique ou sur le disque d'appui forment un anneau fermé. Pour un mode opératoire correct des accouple- ments à friction ou des freins de friction du genre décrit au début, il est nécessaire de pouvoir évacuer de façon irréprochable la chaleur se formant lors d'une utilisation normale. En outre, la surface coopérant par frottement avec l'induit, qui est formée de matières d'oeuvre différentes, c'est-à-dire par le métal formant les pôles magnétiques, d'une part, et par la garniture de friction, d'autre part, doit aussi, après un emploi prolongé, conserver la forme qui lui est prescrite, c'est-à-dire en général rester plane.
Les formes d'exécution connues comportant des surfaces polaires s'étendant en anneau ne satisfont pas suffisamment à ces deux exigences.
L'invention a pour but la réalisation d'un accouple-
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ment à friction ou d'un frein de friction électro-magnétique du genre décrit au début, qui, en ce qui a trait à la faculté de charge et aux contraintes de la garniture de friction et de sa liaison au corps magnétique ou au disque d'appui, ainsi qu'en ce qui a trait à la durabilité conditionnée par l'usure, satisfasse de façon irréprochable même à des contraintes inhabituellement élevées. Ceci est obtenu, conformément à l'invention, essentiellement par le fait qu'au moins un pôle magnétique du corps magnétique ou du disque d'appui qui lui est combiné, est subdivisé en des zones polaires présentant dans la surface périphérique des intervalles libres entre lesquels s'étend la garniture de friction.
La subdivision conforme à l'invention des pôles magnétiques amène successive- ment des zones polaires métalliques et des zones de la garniture de friction à reposer sur l'induit. Il en résulte par suite, en ce qui a trait à l'évacuation et à la réparti- tion de la chaleur, ainsi qu'à l'usure, des conditions nettement plus favorables par rapport aux exécutions anté- rieurement connues. De plus, les contraintes de la garniture de friction sont en général également diminuées, de sorte qu'on peut plus librement que dans le cas des formes exécu- tion antérieurement connues, choisir la matière d'oeuvre pour la garniture de friction.
Dans cet esprit, le fait que la garniture de friction, par suite de la subdivision des pôles magnétiques, soit agrafée en de multiples endroits avec le corps magnétique ou le disque d'appui, se fait également sentir de façon favorable, en raison de ce que la garniture de friction peut, dans la direction de l'effort, s'appuyer dans le plan de friction contre les contours des zones polaires s'étendant transversalement à la direction de la contrainte.
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L'invention peut être mise en oeuvre de multiple! manières. 'est ainsi qu'il est parfois recommandé, suivans une autre caractéristique de l'invention, de subdiviser complémentairement en des zones présentant des intervalle radiaux libres le pôle magnétique subdivisé dans le sens périphérique,la garniture de friction s'étendant entre @es- dites zones. On peut par suite obtenir un soutien mécanique particulièrement efficace de la garniture de friction. Il en résulte en outre des conditions favorables en ce qui a trait à la valeur du couple transmissible.
En général, il est avantageux de disposer en décalage réciproque dans le sens périphérique les zones polaires du corps magnétique ou le disque d'appui combiné avec ledit corps magnétique, le décalage pouvant être prévu aussi bien en ce qui a trait aux zones polaires associées aux pôles ae signe contraire que, dans le cas d'une subdivi- sion-radiale, en ce qui a trait également aux zones polaires de même signe.
L'invention peut également être avantageusement mise en oeuvre du fait que les zones polaires s'étendent sur leur longueur de manière inclinée par rapport à la direction périphérique du corps magnétique ou du disque d'appui. Elles peuvent dans ce cas s'étendre sur leur longueur, linéairement ou sous la forme de spirales plates.
De telles formes d'exécution sont en particulier recommandées lorsque toutes les zones diamétrales de l'induit doivent coopérer aussi bien avec des surfaces métalliques qu'avec des surfaces au moins en principe non métalliques, c'est-à- dire des surfaces du corps magnétique ou du disque d'appui qui sont formées par la garniture de friction.
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Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est recommandé de décaler les zones polaires, de préfé- rence dans la zone de leurs contours s'étendant transversale- ment à la direction périphérique, en vue de la formation de chambres recevant en particulier une ébarbure de friction se produisant éventuellement. La profondeur et, de préférence, aussi la largeur (s'étendant en direction périphérique) de telles chambres sont, dans ce cas, choisies avantageusement en fonction d'une partie de la hauteur des barrettes formant les zones polaires ou de l'épaisseur de la garniture de friction s'étendant entre des zones polaires successives.
La profondeur doit donc correspondre sensiblement à la hauteur d'usure admissible de la garniture de friction du corps magnétique ou du disque d'appui.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemple, des formes de réalisation d'un accouplement électro-magnétique à friction.
Sur ces dessins : La fige 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un accouplement électro-magnétique sans bague collec- trice.
La fige 2 est une vue en coupe suivant II - II de la fige 1.
La fige 3 est une vue partielle en coupe suivant III - III de la fig. 2.
Les fig. 4 à 6 sont des vues de profil illustrant des possi- bilités de subdivision des surfaces polaires d'un corps magnétique.
La fige 7 est une vue partielle en coupe longitudinale
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d'un accouplement électro-magnétique équipé de bagues collectrices.
La fig. 8 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un frein électro-magnétique de friction.
L'accouplement illustré à la fig. 1 est destir.3, en cas de besoin, à accoupler un arbre ,12 avec une roue dentée 11. Sur un prolongement 12 de l'arbre 10 est monté rotatif, à l'aide de deux paliers de roulement 13, un corps annulaire 14 auquel est adjoint fixement un corps magnétique 15 constitué en une matière d'oeuvre magnétisable, qui présente une section transversale en U et 'qui reçoit dans son espace annulaire un enroulement 16 de bobine. Sur un autre prolongement 17 de l'arbre 10 est calé en rotation, par l'intermédiaire d'un ressort d'ajustage 18, un disque d'appui 19 qui, par une rainure annulaire 20 partant de l'une des faces frontales, coiffe avec un faible jeu radial le corps magnétique 15.
La surface frontale (du côté de gauche à la fig. 1) du disque d'appui 19 est subdivisée en deux pôles magnétiques et porte une garniture de friction 21. Les pôles magnétiques 22 et 23 du disque d'appui 19 sont, dans la forme d'exécution représentée, séparés l'un de l'autre du point de vue magnétique par des évidements réniformes 24 pratiqués dans le fond de la rainure annulaire 20, lesdits évidements laissant subsister entre eux simple- ment d'étroites barrettes de liaison 25.
Avec la surface frontale du disque d'appui qui porte la garniture de friction 21 coopère un induit 26 dont le moyeu 27 est calé en rotation et est axialement déplaçable sur un support 28 qui supporte, également calée en rotation, la roue dentée 11 déjà mentionnée et peut tourner sur l'arbre 10 par l'inter-
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médiaire de paliers de roulement 29. La roue dentée 11 est couplée en rotation avec l'arbre 10 lorsque l'induit 26 s'applique avec frottement contre la surface du disque d'appui 19 qui porte la garniture de friction 21. La mise en contact de frottement est assurée du fait que le corps magnétique 15 et, par l'intermédiaire des entrefers 30 et
31,le disque d'appui 19 sont magnétisés, le circuit magné- tique étant fermé par l'induit 26 s'appliquant dans ce cas sous pression contre le disque d'appui.
L'allure du flux magnétique fourni dans l'état d'enclenchement de l'accouple- ment est illustrée sur le dessin.
Comme déjà mentionné, les deux zones polaires sont séparées l'une de l'autre du point de vue magnétique, dans la zone des surfaces de friction du disque d'appui 19, par des évidements réniformes 24. Les deux pôles ne sont toutefois pas fermés en anneau, mais sont subdivisés dans le sens périphérique et, le cas échéant, complémentairement dans le sens radial, des parties de la garniture de friction
21 s'étendant entre eux. Suivant la fige 2, le pôle du disque d'appui qui se trouve dans la zone périphérique externe est subdivisé en des zones 32 et 33 qui sont disposées dans des zones diamétrales décalées radialement, tandis que de plus, entre les zones polaires de chaque zone diamé- trale qui se succèdent dans le sens périphérique, sont prévus des intervalles libres dans lesquels s'étend la garniture de friction 21.
Le pôle formé dans la zone interne du disque d'appui est, dans le même esprit, subdivisé en des zones polaires 34 et 35. En vue de recevoir une ébarbure de friction prenant éventuellement naissance sur les zones polaires dans le cas d'un usage prolongé, comme le montre
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en particulier la fig. 3, les contours des zones polaires' 32 - 35 qui sont transversaux à la direction périphérique, sont détalonnés pour donner lieu à la formation de chambres 36.
La fig. 4 montre la face frontale du côté de @ l'induit d'un disque d'appui 19 correspondant sensiblement à l'exemple d'exécution suivant les fig. 1 et 2, avant la mise en place de la garniture de friction. Les zones polaires ! sont par suite, comme dans l'exemple d'exécution suivant les fig. 1 et 2, désignées par 32 à 35.
La fig. 5 montre une variante de réalisation similaire à la fig. 4. On renonce ici à une subdivision radiale des zones polaires, de sorte que les zones polaires 37 et 38 s'étendant avec des intervalles libres dans le sens périphérique embrassent chacune la totalité des largeurs polaires coopérant avec l'induit.
Suivant la fig. 6, des zones polaires 39, 40 s'étendent finalement chacune de manière inclinée par rapport à la direction périphérique, embrassant chaque fois par leurs longueurs toute la largeur des surfaces polaires. Dans l'accouplement friction qui est illustré
Dans l'accouplement à friction qui est illustré à la fig. 7, il est prévu sur l'arbre 10, comme dans l'exemple d'exécution suivant la fig. 1, un support 28 qui est monté avec interposition de roulements 29 et qui comporte une roue dentée 11, et qui guide l'induit 26 de manière déplaçable axialement et non rotative.
Sur une partie 17 de l'arbre, et à l'aide d'une bague 41 portant les bagues collectrices 42, est monté fixe en rotation le corps magnétique 15 avec l'enroulement 16, une bague de
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support 43 étant interposée entre la bague 41 et le corps magnétique 15. La face frontale du corps magnétique 15 qui est tournée vers l'induit est équipée de zones polaires en saillie et d'une garniture de friction 21 insérée entre lesdites zones polaires. Le corps magnétique porte, dans cette forme d'exécution, directement les évidements réniformes 24 provoquant la séparation des pôles magnétiques.
La subdi- vision de la surface frontale du corps magnétique 15 qui coopère avec l'induit 26 correspond à l'une des subdivisions mentionnées pour le disque d'appui 19 suivant les fig. 1 à 6.
Dans le frein représenté à la fig. 8, l'arbre 10 est monté rotatif, par l'intermédiaire d'un palier de roule- ment 44, dans une partie fixe 45, par exemple dans une paroi du bâti de la machine, et il présente un support 28 monté fixe en rotation et comportant un induit 26 déplaçable axialement. Sur la paroi 45 du bâti est fixée, par des vis 46, une plaque de support 47 à laquelle le corps magnétique 15 est relié par des vis 48. La surface frontale du corps magnétique 15 qui est tournée vers l'induit 26 est, dans la forme de réalisation suivant la fig. 7, subdivisée de façon correspondante. Elle présente donc des zones polaires en saillie vers la surface de friction, qui possèdent des intervalles libres dans le sens périphérique et entre les- quels s'étend la garniture de friction 21.
La garniture de friction peut être fabriquée et disposée de différentes manières. Elle pourrait être formée directement sur la surface frontale du corps magnétique ou du disque d'appui destiné à coopérer avec l'induit et autour de laquelle sont formées les zones polaires faisant saillie à la manière de nervures. Toutefois, il est évidemment
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possible, et généralement plus avantageux, de fabriquer ladite garniture avec les évidements en fonction des zones polaires et de l'ajouter ensuite,au corps magnétique ou au disque d' appui .
Comme déjà mentionné, les formes d'exécution représentées ne l'ont été qu'à titre explicatif, nullement limitatif. Bien plus, de nombreuses autres formes de réali- sation et applications sont encore possibles. La subdivision des faces polaires peut être adaptée à toutes les exigences.
REVENDICATIONS
1) Accouplement à friction ou frein de friction électro-magnétique, comportant un corps magnétique servant d'élément de friction, qui est éventuellement combiné avec un disque d'appui et dont la face frontale tournée vers un induit servant d'élément de friction et fermant le circuit magnétique forme avec sa zone diamétrale externe et avec sa, zone diamétrale interne deux pôles magnétiques opposés et porte une garniture de friction insérée entre lesdits pôles et s'étendant jusqu'au plan de leur surface frontale, ledit accouplement étant caractérisé par le fait qu'au moins un pôle magnétique du corps magnétique ou du disque d'appui qui lui est combiné est subdivisé en des zones polaires présentant, dans la direction périphérique, des intervalles libres entre lesquels s'étend la garniture de friction.