Brevet FR2598270A1 — publié le 19871106

Â Perfectionnements apportés aux rotors induits des ralentisseurs électromaqnétiQues. L'invention est relative aux rotors induits des 5 ralentisseurs électromagnétiques, notamment pour véhicules, rotors comprenant au moins un disque en matière ferromagnétique solidarisable avec l'arbre à ralentir et propre à défiler en regard d'une couronne statorique de pâles électromagnétiques alternativement positifs et 10 négatifs dont il n'est séparé que par un entrefer, ce disque étant alors freiné et échauffé du fait de la création de courants de Foucault dans sa masse. Elle vise plus particulièrement, parmi ces rotors, ceux dont le disque est relié à une bague de fixa15 tion intérieure par une couronne de bras formant ailettes de ventilation, les portions de plus grand diamètre de ces bras faisant saillie axialement sur la face du disque opposée à l'entrefer, et les crêtes de ces portions étant réunies entre elles par une joue annulaire, 20 l'ensemble du disque, de la bague, des bras et de la joue étant constitué par un seul bloc moulé, de préférence en acier. L'évacuation des calories engendrées dans le disque d'un tel rotor par les courants de Foucault, lors 25 de la mise en service du ralentisseur équipé de ce rotor, se fait essentiellement par conduction vers la joue à travers les bras et par rayonnement et convection à partir du disque, des bras et de la joue, ce dernier phénomène étant fortement renforcé par ventilation: en 30 effet le rotor joue alors un rôle de ventilateur en balayant par un courant d'air de refroidissement les surfaces chaudes à refroidir du disque, des bras et de la joue, surfaces qui délimitent alors des canaux pour ledit courant d'air. Dans les modes de réalisation connus des rotors du genre ci-dessus, la structure annulaire de ventilation constituée par les bras et la joue présente un diamètre extérieur au plus égal à celui du disque sur lequel elle est rapportée. Quant au disque lui-même, il est constitué par une rondelle relativement épaisse présentant une épaisseur constante ou pratiquement constante sur toute son étendue et le diamètre extérieur de cette rondelle est généralement égal à celui de la couronne de pôles 10 statoriques en regard de laquelle elle défile. Il peut en effet sembler peu judicieux de prolonger radialement ce disque vers l'extérieur au-delà de cette couronne de pôles, la portion annulaire du disque qui déborde radialement au-delà de l'entrefer étant 15 alors mal exploitée magnétiquement. De ce qui précède il résulte que, dans les modes de réalisation connus, le diamètre extérieur de la structure de ventilation est relativement petit. L'invention a pour but d'améliorer le refroidis20 sement des disques des rotors du genre en question au cours de leur fonctionnement, ce qui accroit la valeur du couple à chaud engendré par les ralentisseurs correspondants. A cet effet les rotors du genre en question 25 selon l'invention sont essentiellement caractérisés en ce que le diamètre extérieur de leur structure de ventilation constituée par les bras et la joue est plus grand que le diamètre extérieur du disque, diamètre considéré au niveau du plan moyen de ce disque. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes: - la portion. du disque, située axialement du côté ou se trouve la structure de ventilation, est prolongée 35 radialement par une collerette débordante plus mince que le disque, - la portion, du disque, située axialement du côté o se trouve l'entrefer, est prolongée radialement par une collerette débordante plus mince que le disque, - dans un rotor selon l'un des deux alinéas précédents, 5 chaque collerette débordante est amincie vers sa périphérie. - la différence entre le diamètre extérieur maximum de la structure de ventilation et le diamètre extérieur du disque au niveau de son plan moyen est comprise 10 entre 2 et 5 Z dudit diamètre maximum. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1. de ce dessin, montre en demi-coupe 20 axiale un rotor de ralentisseur électromagnétique établi conformément i l'invention, le stator correspondant étant en outre représenté partiellement en spectre. La figure 2 montre en demi-coupe axiale partielle une variante d'un tel ensemble rotor-stator, à 25 une échelle agrandie. La figure 3 est une vue en bout partielle d'un ensemble rotor-stator du genre ci-dessus, présentée dans un but explicatif. Le mot 'rotor' utilisé dans le présent texte 30 désigne plus précisément chacun des sous-ensembles monoblocs 1 qui sont compris par l'ensemble rotorique d'axe X d'un ralentisseur électromagnétique ou à "courants de Foucault' et qui comportent un disque induit 2 constitué par une rondelle relativement épaisse et plate en maté35 riau ferromagnétique. Comme on le sait, un tel disque 2 est solidarisé avec l'arbre 3 à ralentir, tel que l'arbre de transmission d'un véhicule. et il est monté de façon i pouvoir défiler devant le stator 4 du ralentisseur, ou plus précisément devant une couronne de pôles inducteurs 5 5 alternativement positifs et négatifs faisant partie de ce stator, avec interposition d'un entrefer E. le disque 2 en question étant alors le siège de courants de Foucault qui se traduisent par un freinage et un échauffement de ce disque. L'ensemble rotorique du ralentisseur comprend, en plus du rotor ou sousensemble défini ci-dessus, lequel est unique ou de préférence dédoublé symétriquement de part et d'autre du stator, une pièce intermédiaire 6 de révolution autour de l'axe X. telle qu'un manchon, 15 moyeu ou plateau, elle-même fixée, généralement par boulonnage, sur l'arbre 3 à ralentir, chaque "rotor" 1 ici considéré étant de son coté fixé par boulonnage sur cette pièce intermédiaire. D'une façon encore connue en soi, chaque rotor 1 20 comprend. en plus du disque 2, et venues de moulage avec ce disque: - une bague de fixation 7 de diamètre moyen inférieur au diamètre intérieur du disque 2, percée d'alésages axiaux 8. filetés ou non, destinés à recevoir des bou25 lons (non représentés) de fixation de cette bague sur la pièce intermédiaire 6, - une couronne de bras 9 formant ailettes de ventilation et faisant saillie sur la face. du disque 2. opposée i sa face destinée i délimiter l'entrefer E. ces bras 30 étant prolongés vers l'axe X de façon à relier le disque à la bague 7. - et une jante ou joue annulaire 10 s'étendant en général parallèlement au disque et reliant les crêtes des portions de plus grand diamètre des bras 9 de façon 35 former entre ces portions, le disque et la joue des canaux de guidage 11 pour l'air de ventilation. Vus en coupe transversale, les bras 9 sont inclinés et de préférence incurvés vers l'arrière par rapport au sens de rotation du rotor, si l'on considère les rayons croissants. En coupe axiale, ces bras 9 pourraient être droits.", leurs lignes moyennes demeurant alors sensiblement contenues dans un même plan transversal. Mais ces bras 9 sont de préférence axialement coudés, comme dans le mode de réalisation illustré sur 10 la figure 1, de façon à "rentrer" axialement la bagué 7 vers l'intérieur du stator et à réduire ainsi l'encombrement axial de la portion centrale du rotor. Les bras 9 sont avantageusement complétés par des ailettes complémentaires (non représentées) inter15 posées circonférentiellement entre ces bras et axialement entre le disque et la joue, la forme de chaque ailette étant pratiquement identique à celle de la portion, de chaque bras, interposée entre le disque et la joue. Ces ailettes sont venues de moulage avec le reste du rotor et sont avantageusement au nombre de huit ou de seize dans le cas préféré o le nombre des bras est égal à huit. Dans les réalisations connues, le diamètre maxi25 mum D (figure 2) de la structure de ventilation constituée par les bras, les ailettes, la joue et éventuellement les portions, du disque, adjacentes aux bras et aux ailettes, est au maximum égal au diamètre extérieur g du disque, diamètre considéré au niveau du plan moyen 30 de ce disque, c'est-à-dire au niveau du milieu de son épaisseur axiale. En d'autres termes, dans ces réalisations connues, le plus grand diamètre du rotor est ce diamètre g et c'est le disque lui-même qui détermine l'encombre35 ment transversal du rotor. De plus, dans lesdites réalisations, le diamètre 15 À j. 3O g en question est en général égal au diamètre M de la couronne de poles statoriques 5. Il peut en effet sembler inopportun de donner à ce diamètre g une valeur supérieure à a du fait que la seule portion du disque qui est correctement exploitée magnétiquement est celle qui est située axialement en regard de l'entrefer E. Pour ces différentes raisons, le diamètre était jusqu'à ce jour relativement petit et généralement limité à celui de la couronne de pôles A, comme visible sur la figure 3. Or la demanderesse a constaté que l'encombrement transversal du ralentisseur était déterminé non pas par le disque lui-même, mais par les bobines 12 de fil électrique qui entourent des noyaux de matériau ferromagnétique et constituent avec ces noyaux les pôles 5. et qu'il était donc possible d'augmenter légèrement le diamètre D de la structure de ventilation sans pour autant augmenter le diamètre A tel que défini cidessus du disque. Cette augmentation du diamètre D sans augmentation du diamètre g présente les avantages suivants: - elle n'augmente pas l'encombrement transversal hors tout du ralentisseur, - elle n'augmente que très peu le poids du rotor, vu que l'augmentation de diamètre concerne uniquement des portions périphériques continues minces de ce rotor ou des portions périphériques discontinues dudit rotor et non pas la seule portion continue épaisse de ce rotor, savoir le disque, -enfin, et surtout, elle permet d'améliorer nettement la ventilation et donc l'évacuation des calories engendrées dans le disque par la création des courants de Foucault, du fait que la couronne de ventilation périphérique ainsi ajoutée au rotor concerne les plus grands diamètres, et donc la plus grandeétendue périphérique du rotor. En définitive, la disposition ci-dessus décrite permet d'améliorer le rendement du ralentisseur à chaud, toutes choses égales par ailleurs. Comme visible sur les figures 1 et 2, la portion additionnelle de la structure de ventilation peut comporter une collerette mince 13 prolongeant radialement vers l'extérieur la portion, du disque 2, qui se 10 trouve axialement du côté de cette structure de ventilation. En outre, comme visible sur la figure 1 qui concerne un mode de réalisation préféré, on peut faire comprendre au rotor une seconde collerette 14 prolon15 geant radialement vers l'extérieur la portion, du disque 2, qui se trouve axialement du côté de l'entrefer E. La périphérie de ce disque 2 est alors délimitée par une gorge 15 radialement ouverte vers l'extérieur. L'une et/ou l'autre des collerettes 13 et 14 est 20 de préférence amincie vers sa périphérie: sa demisection axiale est alors avantageusement celle d un trapeze rectangulaire. Comme dans les réalisations antérieures, on donne avantageusement à la périphérie de l'enveloppe 25 fictive de la structure de ventilation une forme tronconique convergeant vers l'extérieur du ralentisseur: en d'autres termes, le diamètre extérieur J de la joue 10 est plus petit que le diamètre maximum D de la structure, lequel diamètre est alors celui de la colle30 rette 13. A titre de comparaison, on a représenté en traits mixtes en A sur la figure 2 le profil tronconique de l'enveloppe fictive de la structure de ventilation comprise par un rotor antérieurement connu. A titre illustratif, et bien entendu non limitatif de l'invention, on indique que, dans un mode de a réalisation de celle-ci ayant donné toute satisfaction et pour lequel le diamètre D était de l'ordre de 500 à 550 mm. la différence D-d était de l'ordre de 15 à 20 mm. Plus généralement le rapport entre les cotes D-d et D est de préférence compris entre 2 et 5 Z. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un rotor de ralentisseur électromagnétique dont la constitution et 10 les avantages résultent suffisamment de ce qui précède. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en 15 embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Rotor induit de ralentisseur électromagnétique, comprenant au moins un disque (2) en matière ferromagnétique relié à une bague de fixation intérieure (7) par une couronne de bras (9) formant ailettes de ventilation, les portions de plus grand diamètre de ces bras faisant saillie axialement sur la face, du disque, opposée à l'entrefer (E), et les crêtes de ces portions 10 étant réunies entre elles par une joue annulaire (10), l'ensemble du disque, de la bague, des bras et de la joue étant constitué par un seul bloc moulé, caractérisé en ce que le diamètre extérieur maximum (D) de la structure de ventilation constituée par les bras et par 15 la joue est plus grand que le diamètre extérieur (d) du disque, considéré au niveau du plan moyen de ce disque. 2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que la portion, du disque (2), située axialement du coté o se trouve la structure de ventilation, est 20 prolongée radialement par une collerette débordante (13) plus mince que le disque. 3. Rotor selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que la portion, du disque (2), située axialement du côté o se trouve 25 l'entrefer (E), est prolongée radialement par une collerette débordante (14) plus mince que le disque. 4. Rotor selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la collerette débordante (13 ou 14) est amincie vers sa périphérie. 5. Rotor selon la revendication 4, caractérisé en ce que la demi-section axiale de la collerette débordante (13 ou 14) présente la forme d'un trapèze rectangulaire. 6. Rotor selon l'une quelconque des précédentes 35 revendications, caractérisé en ce que la différence entre le diamètre extérieur maximum (0) de la structure de ventilation et le diamètre extérieur (d) du disque (2) au niveau de son plan moyen est comprise entre 2 et Z dudit diamètre maximum (D).