CH310924A - Frein à courants de Foucault. - Google Patents

Description

      Frein    à courants de Foucault.    L'invention est. relative à un frein à cou  rants de Foucault dont le rotor, qui tourne  entre deux groupes de pièces polaires dispo  sées dans des plans perpendiculaires à l'arbre  à freiner, est. constitué par deux disques soli  daires de l'arbre et écartés l'un de l'autre, des       ouvertures    ménagées dans ces disques au     voi-          sina#,

  -e    de l'arbre permettant à un courant   < l'air de traverser     radialement    l'espace entre  les     disques.    Ce courant d'air a pour but de  produire un refroidissement énergique au  moins du rotor     lui-méme    et de préférence       éalement    de l'arbre, des paliers d'arbre et  (les pièces polaires avec leurs bobines. En  effet, lorsqu'on alimente en courant lesdites       pièces    polaires, on engendre, dans le rotor, des  courants de     Poucault    qui freinent le rotor, ce  qui est L'effet recherché et qui, en même  temps, réchauffent. le rotor, ce qui rend néces  saire son     refroidissement.     



  Le frein, selon l'invention, est caractérisé  par le fait. que les disques qui constituent le  rotor     sont    munis, à leur périphérie, d'oreilles  qui font saillie vers l'espace se trouvant entre  ces disques et qui sont fixées les unes aux  autres.  



  Le     dessin        annexé    représente, à titre       (['exemple,    une forme d'exécution du frein  faisant l'objet de l'invention.  



  La fi-. 1 en est une coupe axiale.  



  La     fig.    2 montre dans sa moitié supérieure  la face A de l'un des disques et dans sa moitié  inférieure la face B de ce disque.    La     fig.    3 montre le disque     représe     la     fig.    2, en coupe selon la ligne     III-III    de  la     fig.    2.  



  La     fig.    4 est une vue en plan sur une  partie de la périphérie du disque représenté  par les     fig.    2 et 3.  



  Les     fig.    5 et 6 sont des vues analogues aux       fig.    2 et. 3, d'une variante de disque.  



  La     fig.    7 montre en élévation la moitié de  l'un des ventilateurs fixés sur les plateaux  d'accouplement qui sont montés aux extré  mités de l'arbre du frein.  



  Un frein électrique sert à ralentir, par  exemple, le mouvement d'un véhicule tel qu'un  camion, un car, etc., d'une grue, d'un appareil  de sondage minier, etc.  



  Le frein représenté comprend, d'une part,  un inducteur ayant des pièces polaires et.,  d'autre part, un induit dans lequel sont  engendrés, par suite d'un mouvement relatif  entre l'inducteur et l'induit, des courants die  Foucault ou des courants analogues. L'induit  est relié à l'organe à freiner de façon     qu'il\     tourne par rapport à l'inducteur qui ne tourne  pas.     L'indLiit    tournant est appelé,     dans    ce qui  suit, le rotor du frein.  



  L'inducteur comporte deux groupes de  pièces polaires 1, munies de bobines et fixées  dans une carcasse, de préférence en métal  magnétique, constituée par deux flasques 2 se.  trouvant de part et d'autre du rotor et sup  portant les paliers 3 de l'arbre 4 ,du rotor qui,  de cette façon, tourne, lors de la     rotation    de      cet arbre, entre les pièces polaires 1 de l'in  ducteur, qui, elles, ne tournent pas, étant  donné que la carcasse '' est fixée au châssis  du dispositif (camion, etc.) comportant le  frein en question.  



  Lorsque les bobines des pièces     polaires     sont traversées par un courant électrique, le  flux     magnétique    ainsi obtenu engendre dans  le rotor des courants de Foucault ou des cou  rants analogues qui provoquent, à la fois, un  effet de freinage sur le rotor et le réchauffe  ment de ce dernier.  



  En ce qui concerne le rotor lui-même, il est  constitué de deux disques     5a    et 5b, solidaires  de l'arbre 4 et écartés l'un de l'autre, des  ouvertures     6a    et 6b, séparées entre elles par  des bras     1.4u,        11b,    étant ménagées dans ces  disques au voisinage de l'arbre 4, afin de per  mettre à un courant. d'air de traverser ra  dialement l'espace entre les disques. Le nom  bre des ouvertures et des bras les séparant  est, de préférence, un     nombre    impair, par  exemple égal à cinq.  



  Afin de les relier entre eux, à la péri  phérie du rotor, les disques     5a    et 5b sont mu  nis, à leur périphérie, d'oreilles     7a,    7b qui  font saillie vers l'intérieur, c'est-à-dire vers       l'espace    se trouvant entre les disques     5a    et 5b.  La saillie formée par chacune de ces oreilles  correspond à la moitié de la distance entre  les disques 5a. et 5b, de sorte que les oreilles  des deux disques qui se trouvent en face  l'une de l'autre se touchent le long de surfaces  planes 8a, 8b. On ménage dans ces oreilles  des trous à. travers lesquels on fait passer des  boulons 9 ou des moyens analogues à l'aide  desquels on applique fermement. les oreilles       7a,    7b les unes contre les autres.  



  En outre, on prolonge les oreilles     7a,    7 b  suffisamment vers l'extérieur pour que les bou  lons 9, servant à relier les disques entre eux,  se trouvent. à une distance radiale, de l'axe de  l'arbre,     supérieure    d'un montant tel au rayon  du cylindre géométrique enveloppant les       épanouissements    l' des pièces polaires     que    ces  boulons se trouvent, pratiquement en dehors  du champ magnétique produit     pai    ces pièces  polaires.

   De cette faon, les boulons ne se    trouvent pas     seulement    à l'intérieur     d*un     courant (L'air de refroidissement énergique,       mais    se trouvent également en dehors des par  ties du rotor soumises à un échauffement im  portant dû aux courants     c1e    Foucault.  



  Enfin, il est encore à. noter que leur lon  gueur, grâce à la     forme    des oreilles     susmen-          tionnées,    est, très réduite, ce qui a pour effet  (lue leur     dilatation,    déjà en principe négli  geable en raison de leur disposition en dehors  du champ magnétique et (le leur refroidisse  ment. intense, ne peut avoir aucun effet pra  tique sur le serrage qu'ils produisent,     même     si leur température augmentait légèrement.  



       Pour    donner aux disques     5a,    5b une  grande rigidité, leur face interne comporte  des nervures     10a:    et 10b qui vont de la péri  phérie des disques jusqu'à leur moyeu 5' ou  5'b, la partie voisine du     moyeu    de ces ner  vures s'étendant le     loir-    des bras     1.1a    ou     11b,

       de sorte que ceux-ci constituent     une    espèce de       prolongement    des     nervures    entre le moyeu       5'(G    ou 5'b et le     disque        proprement.    dit     5a    ou 5b.  



  En outre, la. partie supérieure de ces ner  vures continue au-delà de la périphérie du  disque     correspondant    pour former des ailettes       11a,    11b qui débordent la surface extérieure  des disques     5a    ou 5b et même une partie des  pièces polaires et de leurs bobines, ainsi que  cela. est     représenté    par la     fig.    1.  



  Les disques 5a et 5b à l'intérieur desquels  sont engendrés des courants de Foucault et  (lui sont soumis à. une     température    relative  ment élevée se trouvent raidis par les ner  vures et les ailettes et soumis à un refroidisse  ment intense par les courants d'air, ils con  servent ainsi leur rigidité.  



  Pour augmenter encore les surfaces de  refroidissement ainsi que l'effet ventilateur,  on intercale, entre les nervures 10(c et 10b, des  nervures 10a' et lob' dont les extrémités inté  rieures s'arrêtent au niveau de la périphérie  des ouvertures     6a    ou 6b, tandis que leurs  extrémités extérieures sont prolongées égale  ment par des ailettes périphériques débor  dantes     71a    ou 11b.  



  On donne aux nervures     10a,    10b,     10a'    et       7.0b'    des deux     disques    constituant le rotor à           double    disque     nue        longueur    axiale et une     dis-          position    telles que ces nervures s'intercalent       mutuellement    lorsque les deux disques sont       montés    sur l'arbre     -1.     



  On réunit les ailettes périphériques     11a,          1.1b    avec les oreilles 7, de façon que     chaque          groupe    comportant une ailette et une oreille       eonstitue        un    élément     an--ulaire,    ce qui a pour  effet que les ailettes exercent un     effet    direct  (le refroidissement sur ces oreilles.  



  En ce qui concerne les     nervures        10!r,   <B><I>lob,</I></B>  10(r.' et     l00',    elles peuvent être radiales et rec  tilignes (voir     fig.2    à     .1)    ou avoir une forme       courbe    (voir     fig.    5 et 6) pour mieux s'adapter  à la forme des filets d'air qui, sous l'effet de  ventilateur du rotor, traversent l'espace entre  les disques     5a,        5b.    Dans ce dernier cas,

   les  ailettes     11a    et     llb    prévues à la périphérie des  disques ont une inclinaison correspondant à  celle     des        extrémités    des nervures     10a,        10b,     l     (1(c'    et     lob'.     



  Bien entendu, il faut avoir soin de laisser       communiquer    librement avec l'air extérieur la  périphérie     du    rotor pour que les courants  d'air de refroidissement puissent s'échapper  librement dans l'air ambiant.  



  ('es courants d'air rentrent dans l'intérieur       du        frein    par exemple par des ouvertures     nié-          nagées    dans les flasques ? au voisinage des       paliers    3 ou, selon les dessins, par des     ouver-          tures    12 prévues à la. périphérie des flasques     ?.     Dans ce dernier cas, on prévoit des cloisons       intermédiaires    13. Par conséquent, L'air  s'écoule d'abord dans une direction allant de  l'extérieur vers l'intérieur, en refroidissant  les     bobines    des pièces polaires.

   Ensuite, cet  air subit, au voisinage de l'arbre 4, un  changement de direction pour arriver à la  partie centrale des disques     5a    et 5b du rotor.  



  Une partie de cet air rentre à cet endroit,  en traversant les ouvertures     6c(.    et     6b,    dans  l'espace qui se trouve entre les deux disques  et traverse cet espace dans une direction  allant de l'intérieur vers l'extérieur, tandis  qu'une autre partie de cet air s'écoule en  allant également de l'intérieur vers l'exté  rieur, le long des surfaces extérieures des  disques     5a.    et.     5b.    La direction générale des    courants d'air est indiquée par des flèches  clans la.

       figA.    Les flasques latéraux \? sont  munis de rebords ajourés 18, de sorte que  chaque flasque avec son rebord forme un  genre de coupe, et on relie entre eux les deux  flasques qui se trouvent de part et     d'autre    du  rotor par des boulons 19 de longueur relative  ment. réduite qui sont fixés au bord     18a        des-          dits    rebords 18 (voir     fig.1).    Les     ouvertures     prévues dans chacun des rebords 18     forment     deux groupes disposés de part et d'autre  d'une couronne     l.8b    reliée par des bras<B>18e</B> et  18d.

   respectivement aux flasques     \?    et aux  bords libres     18a    des     rebords    18. On utilise la.  couronne.     18b    pour y fixer le bord extérieur  de la cloison 13 correspondante, tandis que le  bord intérieur de cette cloison est. fixé au  flasque correspondant à l'aide de pièces  d'écartement 20 et. de boulons 21.

   De cette fa  çon, les ouvertures se trouvant entre la cou  ronne 7.8b et le flasque ? constituent les ouver  tures d'entrée d'air de refroidissement 12,  tandis que les ouvertures situées entre la, cou  ronne     18b    et le bord     18c    laissent sortir l'air de       refroidissement    vers l'extérieur, après que cet  air a léché les parties à refroidir du frein.  



  On munit. les flasques 2 sur leur face exté  rieure d'ailettes 22 à contour fermé et concen  triques à l'arbre qui, d'une part, augmen  tent la. surface de refroidissement de ces flas  ques et, d'autre part, favorisent le passage du  flux magnétique à. travers ces flasques.  



  Enfin, on a. encore recours à des ventila  teurs     2ô    aux extrémités opposées de l'arbre 4,  extrémités qui dépassent, vers l'extérieur, les  paliers de cet arbre, ces ventilateurs soufflant  de l'air sur les paliers 3 et sur les surfaces       extérieures    des     flasques    2.  



  Dans la.     fig.    1, on n'a. représenté qu'un  seul ventilateur disposé sur l'une des extré  mités de l'arbre 4, suais il est évident que  l'autre extrémité doit également porter un tel  ventilateur. On monte ces ventilateurs 23 sur  les plateaux d'accouplement 24 fixés directe  ment sur les extrémités de l'arbre 4.  



  Ces ventilateurs 23 sont.     constitués    par une  paroi en forme de coupe     solidaire    d'un moyeu  25 et dans le fond de laquelle sont ménagées      les ouvertures d'entrée d'air 26. De plus, à       l'intérieur    de la paroi 23 sont prévues des  nervures 27 jouant le rôle de pales de venti  lateur et ayant la. forme angulaire indiquée  Dar la,<U>fi-.</U>     J.,        grâce    à laquelle elles peuvent,  s'étendre     axialement    sur une partie de la lon  gueur des paliers 3.

Claims (1)

1. REVENDICATION: Frein à, courants de Foucault, dont le rotor, qui tourne entre deux groupes de pièces polaires disposées dans des plans perpendi culaires à l'arbre à freiner, est constitué par deux disques solidaires de l'arbre et. écartés l'un de l'autre, des ouvertures ménagées dans ces disques au voisinage -de l'arbre permettant à un courant d'air de traverser ra.dialement l'espace entre les disques, caractérisé par le fait que les disques sont, munis, à leur péri phérie, d'oreilles qui font saillie vers l'espace se trouvant entre ces disques et qui sont fixées ies unes aux autres. SOUS-REVENDICATIONS: 1.

   Frein selon la revendication, caractérisé par le fait que les oreilles des deux disques se touchent. 2. Frein selon la revendication, caractérisé par le fait que les moyens qui relient entre elles les oreilles des disques sont. disposés à une distance telle de l'axe de rotation du rotor qu'ils se trouvent en dehors d'au moins la partie principale du champ magnétique pro duit par les pièces polaires lorsque leurs bo bines sont excitées. 3.

   Frein selon la revendication, caractérisé par le fait que les deux flasques latéraux, sur lesquels sont fixées les pièces polaires et oui forment les parois latérales du frein, comportent des rebords ajourés dirigés vers l'intérieur et. reliés entre eux par des moyens fixés à leurs bords. 4. Frein selon la revendication et la sons revendication 3, caractérisé par le fait que les ouvertures prévues dans chacun des rebords forment deux groupes di,spcsés de part et d'autre d'une couronne reliée par des bras respectivement. aux flasques et aux bords libres des rebords. 5.

   Frein selon la revendication, dont les pièces polaires sont fixées sur des fiasques latéraux qui constituent les. parois latérales extérieures du frein et qui supportent des pa liers pour l'arbre à freiner, caractérisé par le fait que les extrémités .de l'arbre dépassent ces paliers et que, sur ces extrémités, sont fixés des ventilateurs qui :soufflent de l'air sur les paliers et sur les surfaces extérieures des flasques. 6.

   Frein selon la revendication et la sous- revendication 5, caractérisé par le fait que ïe#z ventilateurs sont fixés sur des plateaux ,?'accouplement portés par les extrémités de 'arbre du frein. 7.

   Frein selon la revendication et les sous- revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que chaque ventilateur est constitué par une paroi en forme de coupe solidaire d'un moyeu -et dans le fond de laquelle ,sont ménagées les ouvertures d'entrée d'air, tandis qu'à l'inté rieur de la.

   paroi sont prévues des nervures jouant le rôle de pales de ventilateur et ayant une forme angulaire _--rnce à laquelle elles peuvent s'étendre axialement sur suie partie de la longueur des paliers. 8.

   Frein selon la reverrdieation et. la sous- revendication 5, earactéri.,é par le fait que les flasques latéraux sont munis, sur leur face extérieure, d'ailettes à. contour fermé et concentriques à. l'arbre.