Brevet FR2293630A1 — publié le 19760702

Les Freins et Coupleurs Electro-Magnétiques à poudre sont particulièrement bien connus et employés dans l'industrie pour Freiner ou faire varier la Vitesse de mobiles, nous en rap pelerons brièvement le principe. Ces matériels comportent deux parties indépendantes constituées par des solides de révolution dont les axes sont ali gnés, la partie intérieure pouvant tourner concentriquement par rapport à la partie extérieure. La masse extérieure comporte une bobine torique d'ex citation alimentée en courant électrique (continu ou redressé), dans l'espace entre cette masse extérieure et le rotor interne en fer extra-doux est logée une poudre magnétique inoxydable. Lors du passage du courant dans la bobine torique cette poudre tendra à s'orienter suivant les lignes de force du champ magnétique jusqutà former une masse plus ou moins compacte (en fonction du courant d'excitation), cette masse tendra à rendre plus ou moins solidaires les deux parties. Les qualités des Freins et Coupleurs Electro-Magnétiques à poure sont essentiellement, la proportionnalité du Couple au courant, l'indépendance du Couple par rapport à la Vitesse et au Glissement. D'autre part, une très faible puissance électrique de commande suffit pour exciter ces Freins ou Coupleurs, les maté riels sont réversibles, les Coupleurs ne se différenciant que par l'adjonction de collecteurs. Des perfectionnements récents ont permis de remédier aux echauffements anormaux produits par les courants de Foucault et un mode de perfectionnement permet entre autre de réaliser ces Freins ou Coupleurs Electro-Magnétiques à poudre avec des arbres pleins amagnétiques, ces arbres pleins pouvant être d'ailleurs du type traversants, c'est-à-dire pouvant avoir 2 prises d'accouplement opposées. I1 est d'autre part bien connu que le fait d'avoir des bobines toriques extérieures au rotor interne, oblige à évacuer au maximum les calories produites par la compacité variable des matériaux garnissant l'entrefer, et oblige également à refroidir énergiquement les bobines toriques pour éviter la mise hors ser vice par court-circuit interne. L'on se rendra plus facilement compte de l'intérêt de l'invention en se reportant à la Planche unique annexée. un carter composé de deux Flasques verticaux (01 et 03) assemblés rigidement sur un socle ajouré (02), entretoisé à la partie haute par une traverse (04) portant 2 boites de jonction (05 et 06) forme l'ossature rigide permettant l'assemblage des différents éléments. Cette ossature rigide est fermée par 2 pièces en métal perforé assurant avec les ajours du socle (02) une libre circulation à l'air de refroidissement du dispositif à turbines. Un arbre menant (07) en fait constitué par l'arbre plein amagnétique du Frein (15) a été transformé en coupleur par l'adjonction d'un collecteur extérieur (09) alimenté par un porte-balai double isolé (10) qui est électriquement raccordé sur la boîte de jonction (06). L'arbre menant (07) est guidé et centré par un roulement (11) venant se monter sur une bague d'appui (08) solidaire de l'arbre, cette bague d'appui servant de butée pour le positionnement d'un accouplement extérieur. Le roulement (11) est solidaire du Flasque (01) et est maintenu en place par un couvercle de palier. Le Frein Electro-Magnétique à poudre perfectionné, modifié en coupleur par l'adjonction d'un collecteur extérieur, vient s'emboîter à force dans un élément de turbine à pales radiales (12), fonctionnant en Ventilateur aspirant lorsque l'arbre mené (07) est entrainé en rotation, la seconde extrémité de l'arbre plein amagnétique vient se raccorder en (16) sur un demiaccouplement semi-rigide. Un déflecteur fixe (13) est positionné d'une manière fixe, avec calage si nécessaire sur le socle (02). La forme intérieure du profil de ce déflecteur fixe (13) est réalisée pour obtenir une variation de débit fonction de la Vitesse maximale de rotation de turbine aspirante (12). D'une manière symétrique et opposée, un second Frein Electro-Magnétique à poudre modifié , à arbre plein amagnétique (17) vient stemboîter à force dans un élément de turbine à pales radiales (14) cet élément de turbine étant solidaire du socle (02) par un élément élastique d'assemblage (27). L'un des extrémités de l'arbre plein amagnétique du Frein (17) est raccordée à son extrémité sur le second demiaccouplement semi-rigide représenté en (1O). L'autre extrémité de l'arbre plein amagnetique,venant s' emboiter sur un demi-tourteau d'accouplement (I8) à emmanchement élastique (I9) est prolongé par un second demi-tourteau d'accouple ment . L'accouplement élastique (I8-I9-20) entraine un arbre (26) monté et guidé par un nez (23) Solidaire du flasque avant (03) et maintenu par 2 roulements (24 et 25). L'arbre (26) est déstiné à entrainer la machine que 1' on souhaite commander en vitesse variable ou asservie. Le mode de montage ainsi décrit , pallie par l'utilisation d'une part de l'accouplement élastique , et d'autre part ,par le guidage assuré par 2 roulements indépendants à forte capacité de charge , à la transmission anormale d'efforts radiaux ou axiaux pouvant se répércuter sur l'arbre plein de sortie du frein Complémentairement la ligne de transmission ainsi cpée pourra fournir une information tachymétrique , par exemple par un générateur à effet Hall (21) manipulé par un dispositif à aimants permanents (22) fournissant une information proportionnelle à la vitesse de rotation de la ligne d'arbre , cette information étant acheminée par la boite de jonction (05) , alimentant également mais par un circuit différent l'excitation du frein (I7) Aérauliquement le comportement des turbines (I2 et I4) du déflecteur ajustable (I3) sera le-suivant ......... Par son mouvement de rotation la turbine (I2) travaillera en ventilateur aspirant et mettra en dépression la turbine (I4) apurés passage dans le déflecteur (I3) la tubine (I4) tendra à compenser sa mise en dépression et amorcera une circulation d'air continue qui durera tant que la turbine (I2) sera en rotation De ce fait , et par la circulation d'air ainsi produite les bobines toriques d'excitation du frein et du coupleur seront parfaitement refroidies , ainsi d'ailleurs que les roulements Les avantages essentiels de l'invention seront donc..... Dispositif cohérent et compact,pouvant étre entrainé par n'importe quel type de moteur (Electrique , a combustion,a turbine ...) .Dispositf permettant d'avoir un refroidissement optimal du frein et du coupleur , ceux-ci pouvant étre par ailleurs assérvis en vitesse , affichée ou programmée , par une prise d'information Vitesse générée par un générateur de Hall à commande magnétique REVENDICATIONS 1. Dispositifs composés par l'association de deux élé- ments de turbines radiales dont l'une est solidaire d'un Frein Electro-Magnétique à poudre perfectionné à arbre plein amagnétique et à deux prises d'accouplement opposées, ce Frein étant converti en Coupleur par l'ajoute d'un collecteur extérieur, la seconde turbine semi-fixe étant solidaire d'un Frein Electro-Magnétique à poudre perfectionné à deux prises d'accouplement opposées, ces deux turbines étant jumelées par un déflecteur fixe dont le profil intérieur peut être ajusté en fonction de la vitesse, et où la ligne d'arbre ainsi constituée est prolongée du côté Frein par un dispositif élastique de transmission. L'ensemble peut être équipé d'une prise d'information vitesse permettant d'asservir ou non en vitesse les dispositifs de couplage + freinage, ou de freinage seul, ou de couplage seul, par l'intermédiaire d'un Coffret de Commande déjà connu mais ne faisant pas partie des revendications de l'Invention. 2. Dispositif suivant la Revendication 1 où le fonctionnement des deux turbines et du déflecteur se comporte comme suit.. La turbine menante (Coupleur) met en dépression par l'intermé- diaire du déflecteur la turbine semi-fixe du Frein. La turbine du Frein tend à compenser cette mise en dépression en amorçant une auto-circulation de l'air par ses ouies d'aspiration. Le profil du déflecteur, adaptable, est calculé en fonction de la vitesse maximale de rotation de l'ensemble. 3. Dispositif suivant la Revendication 2 où le5profils des deux turbines et du déflecteur adaptable sont équipés d'embrèvements pour les turbines et de décrochements pour le déflecteur afin de limiter au maximum les fuites aérauliques de l'ensemble. 4. Dispositif suivant la Revendication 2 où l'autocirculation de l'air par les ouies d'aspiration et de refoulement des turbines provoque un refroidissement énergique tendant à évacuer les énergies de glissement du Coupleur et du Frein et à mettre de ce fait à l'abri des augmentations anormales de température les bobines toriques du Coupleur et du Frein. 5. Dispositif suivant la Revendication 1 où la transmission élastique est composée de un demi-manchon d'accouplement, de une rondelle élastique, d'un second demi-manchon d'accouplement solidaire d'une ligne de transmission, dont le guidage est assuré par deux roulements indépendants de forte capacité, montés dans un nez faisant corps avec le Flasque avant composant le bâti indéformable où sont assemblés les dispositifs décrits. 6. Dispositif suivant la Revendication 5, où la ligne de transmission élastique ainsi réalisée met à l'abri des contraintes anormales (longitudinales - axiales ou radiales) l'arbre du Frein et l'ensemble de la ligne de transmission. 7. Dispositif suivant la Revendication 5 où l'asservissement vitesse pourra être réalisé par un générateur de Hall manipulé par un disque amagnétique équipé d'aimants permanents, solidaire du deuxième demi-manchon d'accouplement de la transmission élastique, le détecteur ainsi constitué déclenchant des impulsions proportionnelles à la vitesse de rotation de la ligne de transmission.