Brevet FR2461160A1 — publié le 19810130

L'invention concerne un frein hydrodynamique dans lequel la circulation du fluide est contrôlée par un obturateur du type à dia- phragme ou iris. Le frein hydrodynamique suivant l'invention est essentielle- ment caractérisé en ce que la partie de la coquille qui délimite la circonférence extérieure du canal annulaire d'échappement présente un diamètre intérieur relativement petit. En outre, cette partie de la coquille forme directement, du côté de l'interstice de la roue à aubes, avec la circonférence extérieure de la roue à aubes du rotor, un interstice étroit. Cela permet de réduire le poids de la coquille et en même temps de diminuer le volume de remplissage du frein, donc de réduire la durée du remplissage de celui-ci et, par conséquent, d'accélérer le temps de réponse du frein. L'interstice de la roue à aubes est généralement étanche par rapport au canal circulaire d'é- chappement, ce qui facilite l'obtention d'une bonne régulation de l'écoulement. Dans ce mode de construction, la chambre dans laquelle sont logées les lames de l'obturateur à iris est également réduite à une cavité annulaire en forme de fente, située en général entre un flasque solidaire de la roue à aubes du stator et un flasque solidaire de la coquille. Le mouvement d'enclenchement et de déclenchement des lames de l'obturateur s'obtient en règle générale à l'aide d'un vérin de commande fonctionnant par fluide sous pression. Dans un frein de ce type, on observe parfois que les lames de l'obturateur reculent contrela sollicitation du vérin de commande lorsque le frein est enclenché, donc de façon non-intentionnelle, vers l'intérieur de la chambre de travail. Cela diminue la puissance du frein d'une manière inadmissible. La présente invention vise à résoudre le problème qui con- siste à améliorer un frein hydrodynamique du genre décrit ci-dessus, de manière à supprimer de façon fiable le risque d'enclenchement non- intentionnel des moyens de contrôle de l'écoulement. Ce problème est résolu grâce au mode de construction qui fait l'objet de la présente invention. Apparemment, l'enclenchement non-intentionnel de l'obtura- teur est dû à la vitesse d'écoulement parfois extrêmement élevée du fluide de travail, lorsque celui-ci s'écoule entre les lumières des aubes du rotor et les lumières des aubes du stator dans la zone ra- dialement extérieure de la chambre de travail. Cette vitesse élevée d'écoulement a pour effet de réduire fortement la pression statique qui s'établit dans l'interstice entre lés aubes, cette diminution pou- vant même aller jusqu'à zéro. En outre, il faut comprendre qu'une pe- tite fraction du courant de fluide de travail pénètre dans la chambre qui contient l'obturateur, et que dans la zone radialement extérieure de cette chambre l'énergie d'écoulement se trouve transformée en pres- sion statique, de telle sorte qu'il s'établit dans cet endroit une pression statique relativement élevée. La différence entre les pressions statiques qui règnent respectivement dans la zone radialement extérieure et la zone radialement intérieure de l'obturateur peut donc parfois surmonter l'effort produit par le vérin de commande qui déclenche l'obturateur. On a tout d'abord tenté de résoudre ce problème en faisant en sorte que l'obturateur, lors de l'enclenchement du frein, soit rappelé plus loin vers l'extérieur. Cependant, cela a rendu nécessaire d'augmenter la course de réglage, ce qui se traduit par un accroisse- ment des dimensions hors-tout du frein. On a donc envisagé de détendre les zones radialement extérieures de la chambre de réception de l'ob- turateur; autrement dit, on a tenté de relier cette chambre, par une conduite appropriée, à une zone à pression inférieure, à l'extérieur du carter du frein. Mais cela rendait nécessaire de remplacer dans la chambre de travail la quantité de fluide de travail ainsi mise à l'échappement par cette conduite de détente. La solution apportée suivant la présente invention, qui pré- voit un passage de détente (ou conduite de détente) entre la zone ra- dialement extérieure de la chambre de l'obturateur et le canal circu- laire d'échappement, va à l'encontre de l'idée suivant laquelle la différence de pression entre la chambre de l'obturateur et le canal circulaire d'échappement ne serait pas suffisante pour produire l'effet désiré. Il est cependant apparu, de façon surprenante, que cette so- lution est néanmoins satisfaisante. Il est toutefois important que ce passage de détente prenne naissance dans la zone radialement extérieure de la chambre contenant l'obturateur. En outre, il a été constaté qu'il était particulièrement avantageux de faire en sorte que la quantité de fluide de travail s'échappant par ce passage de détente soit remise en circulation dans le sens de l'écoulement et en amont de la soupape de commande de l'échappement. Ainsi, cette quantité de fluide de tra- vail sera déterminée en même temps que le réglage de l'échappement, ce qui aura pour résultat de diminuer dans une mesure correspondante la quantité de fluide de travail sortant directement de la chambre de travail à travers la roue à aubes du rotor. Ce comportement avantageux du frein suivant l'invention est particulièrement important aux bas régimes de rotation. Dans ce cas, il faut que la chambre de travail soit remplie au maximum afin d'obtenir une puissance de freinage aussi élevée que possible, ce que l'on obtient par la fermeture de la soupape d'échappement. On décrira maintenant un exemple-type de réalisation de l'invention en se référant au dessin annexé, sur lequel: La FIGURE 1 montre schématiquement en coupe axiale un frein hydrodynamique suivant l'invention; La FIGURE 2 montre une demi-coupe transversale faite suivant la ligne II de la Figure 1, et La FIGURE 3 est une coupe longitudinale pertielle montrant à une échelle agrandie un détail du frein représenté Figure 1. Sur les Figures 1 et 2, les composants essentiels d'un frein hydrodynamique sont désignés comme suit 11 Roue à aubes du rotor; 12 Roue à aubes du stator; 13 Interstice entre les roues à aubes; 14 Coquille fixée à la roue à aubes 12 du stator et qui en- veloppe la roue à aubes 11 du rotor; Canal circulaire d'échappement formé par la coquille 14; 16 Conduite d'échappement raccordée au canal circulaire d'é- chappement 15; 17 Soupape de réglage, constituée par une valve de décharge, disposée dans la conduite d'échappement 16, et que l'on peut munir suivant le mode connu d'un dispositif de ré- glage (non représenté); 18 Lumières d'échappement prévues dans la roue à aubes 11 du rotor, pour réaliser une liaison entre la chambre torique de travail formée entre les roues à aubes il et 12, d'une part, et le canal circulaire d'échappement 15; 19 Une lumière d'admission prévue dans la roue à aubes 11 du rotor; Obturateur à iris pour contrôler l'écoulement; 21 Chambre formée dans la coquille 14 pour loger les lames de l'obturateur 20; 22 Arbres de commande des lames de l'obturateur 20; 23 Leviers de commande solidaires des arbres 22 de commande des lames de l'obturateur; 24 Anneau de commande accouplé aux leviers de commande 23 et qui est actionné par un vérin de commande à fluide sous pression (non représenté), et que l'on peut régler dans le sens circonférentiel. Les lames de l'obturateur sont représentées en traits pleins dans leur position de déclenchement. La Figure 2 montre cependant en traits mixtes uhe cd oes lames en position d'enclenchement. C'est la position que prennent toutes les lames lorsque le frein est desserré et ne contient alors que de l'air. Ainsi, selon le mode connu, l'ob- turateur à lames 20 réduit les pertes par ventilation. Les éléments du frein à écoulement suivant l'invention que montre la Figure 3 sont désignés par les mêmes chiffres de référence que les éléments correspondants des Figures 1 et 2. En outre, on a représenté sur cette Figure 3, entre le plus grand diamàtre de la roue à aubes du rotor 11 et la coquille 14, un interstice relativement mince 25, qui assure dans une certaine mesure l'étanchéité entre l'in- terstice 13 qui sépare les roues à aubes et le canal circulaire d'é- chappement 15. Dans la zone radialement extérieure de la chambre 21 o sont logées les lames de l'obturateur 20 il règne parfois une pression statique relativement élevée. Pour détendre celle-ci, il est prévu en plusieurs points régulièrement répartis sur la circonférence de cette chambre 21 des cavités locales 29 reliées chacune par un passage de détente 30 au canal circulaire d'échappement 15. Cela empêche un retour non- intentionnel des lames 20 dans la chambre de travail du frein. - REVENDICATIONS 1 Frein hj x1namique, Au type comprenant a) une roue à aubes de rotor (11) et une roue à aubes de stator (12) qui forment entre elles une chambre torique de travail pouvant être remplie de fluide de travail, et entre lesquelles est ménagé un interstice (13) de roues à aubes qui est sensiblement perpendi- culaire à l'axe du frein; b) une coquille (14) solidaire de la roue à aubes du stator et qui enveloppe la roue à aubes (11) du rotor, cette coquille formant en outre un canal circulaire d'échappement (15) qui s'étend tout autour de la roue à aubes du rotor; c) un obturateur de contrôle d'écoulement sous forme de lames en iris (20), disposées dans une chambre (21) le long de la circonférence extérieure des roues à aubes et qui peuvent se déplacer le long de la surface de l'interstice séparant les roues à aubes, de telle sorte qu'elles puissent s'enclencher dans la chambre de tra- vail lorsque le frein est desserré et se déclencher lorsque le frein est engagé; d) un interstice (25) formé à proximité de l'interstice (13) séparant les roues à aubes, entre le plus grand diamètre extérieur de la roue à aubes du rotor (11) et la coquille (14), de façon à délimiter un canal circu- laire d'échappement; ce frein étant caractérisé en ce qu'il est prévu un passage de liaison (29, 30) entre la chambre de montage (21) des lames de l'obturateur de contr8le de l'écoulement et le canal circulaire d'échappement (21). 2. Frein hydrodynamique selon la Revendication 1, caractéri- sé en ce que le passage de liaison (29, 30) prend naissance dans la zone radialement extérieure de la chambre (21) o sont logées les lames de l'obturateur. 3. Frein hydrodynamique selon l'une ou l'autre des Reven- dications 1 ou 2, pourvu d'une soupape d'échappement (17) reliée au canal circulaire d'échappement (15), caractérisé en ce que le passage de liaiZon (29, 3-v) débouche dans le sens de l'écoulement et en amont de la soupape d'échappement (17) dans le canal d'échap- pement (15).