Brevet FR2730777A1 — publié le 19960823

La présente invention conceme un dispositif de freinage pneumatique d'un arbre rotation, utilisable notamment en tant que ralentisseur d'un véhicule automobile en étant associé à un dispositif mécanique tel que moteur, boîte de vitesse, ponts, roues de véhicules etc... On utilise actuellement sur les poids lourds des ralentisseurs qui sont utilisés en descente pour soulager le système de freinage stabiliser la vitesse du véhicule et économiser les éléments de frottement de ces systèmes. Ces ralentisseurs peuvent être du type hydraulique ou électromagnétique et ils sont en général complexes, encombrants et lourds. La présente invention vise à remédier ces inconvénients procurant un dispositif de freinage d'une conception particulièrement simple et économique à fabriquer. A cet effet, ce dispositif de freinage d'un arbre rotation, utilisable notamment en tant que ralentisseur pour un véhicule automobile, comportant un carter, un rotor toumant dans une chambre interne du carter et délimitant, avec la paroi interne du carter, des espaces à volume variable dans le sens de la rotation du rotor, est caractérisé en ce que la chambre interne du carter est divisée en trois secteurs successifs dans le sens de rotation du rotor, à savoir un premier secteur d'admission communiquant avec un orifice d'admission et dans lequel le volume compris entre la surface externe du rotor et la paroi interne va en augmentant progressivement de manière à aspirer progressivement, dans le volume interne, un gaz, tel que de l'air, à travers l'orifice d'admission, un deuxième secteur de compression fermé d'une manière étanche par rapport à l'extérieur du carter et dans lequel le volume interne compris entre la surface externe du rotor et la paroi interne va en diminuant progressivement, de manière à comprimer progressivement le gaz se trouvant dans ce volume, et un troisième secteur d'échappement relié à un orifice d'échappement et dans lequel le volume inteme compris entre la surface externe du rotor et la paroi interne est mis en communication avec l'atmosphère, si bien que le gaz précédemment comprimé, en produisant une absorption d'énergie, peut s'échapper dans l'atmosphère, en ne restituant pas l'énergie absorbée par la compression précédente. On décnra ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de l'invention en référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de freinage pneumatique suivant la présente invention réalisé suivant le principe d'une pompe à palettes. La figure 2 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de freinage pneumatique suivant la présente invention utilisant des organes mécaniques dérivant du moteur à piston rotatif Wankel. Le dispositif de freinage pneumatique suivant la présente invention qui est représenté sur la figure 1, est destiné à freiner la rotation d'un arbre I monté à rotation dans un carter cylindrique 2. Ce carter est creux et sa paroi inteme 3 délimite, à l'intérieur du carter 2, une chambre cylindrique 4 de section transversale circulaire, d'axe O perpendiculaire au plan de la feuille de dessin. Cette chambre cylindrique est fermée latéralement par des flasques perpendiculaires à l'axe O. Dans la chambre cylindrique 4 est logé un rotor 5 qui est solidaire de l'arbre I à freiner et dont l'axe 01, qui est aussi celui de l'arbre 1, est excentré par rapport à l'axe O de la chambre cylindrique 4.Le rotor 5 est du genre de celui d'une pompe à palettes et il comporte des logements radiaux 6, creusés dans le corps du rotor 5 et répartis régulièrement autour de l'axe O I. Dans chaque logement 6 est logée une palette 7 qui peut coulisser radialement dans son logement 6. Des ressorts de rappel peuvent être prévus pour repousser les palettes 7 vers l'extérieur ou bien cellesci peuvent être soumises à la seule action de la force centrifuge. Les extrémités externes des palettes 7 frottent sur la paroi interne 3 du carter 2. Suivant la présente invention, le dispositif de freinage pneumatique comprend successivement, dans le sens de rotation du rotor 3 qui est supposé, dans le cas illustré sur la figure 1, être le sens des aiguilles d'une montre, un premier secteur d'admission A, un deuxième secteur de compression C et un troisième secteur d'échappement E. A ces secteurs correspondent des parties successives de la chambre de travail inteme 4 du carter 2.Du fait que le rotor 5 est monté excentré à l'intérieur de la chambre 4, les palettes subissent, par suite de la rotation du rotor, un mouvement de coulissement radial dans leurs logements respectifs 6 et dans le premier secteur d'admission A, qui s'étend par exemple sur un angle de 1200, le volume compris entre la surface exteme du rotor 5 et la paroi interne 3 c'est-à-dire le volume de chaque cellule individuelle comprise entre les parties extemes de deux palettes 7 successives va en augmentant régulièrement. Dans le premier secteur A, la partie correspondante de la chambre interne 4 est en communication constante avec un orifice d'admission 8.Cette communication peut être assurée par une gorge 9 creusée dans la paroi interne 3 du carter 2 et s'retendant suivant l'angle du premier secteur d'admission A, c'est-à-dire environ 1200 Du fait que dans le premier secteur d'admission A, chaque cellule élémentaire comprise entre deux palettes 7 successives augmente progressivement de volume, I'air extérieur ou un autre gaz est aspiré dans la chambre interne 4 à travers l'orifice d'admission 8. Cet orifice d'admission 8 peut communiquer avec l'atmosphère ou avec une source de gaz à une pression déterminée telle qu'un turbocompresseur ou la turbine d'échappement d'un moteur thermique. Dans le deuxième secteur de compression C, qui est fermé d'une manière étanche par rapport à l'extérieur du carter 2 et peut s'étendre aussi par exemple suivant un angle de 1200, le volume des cellules élémentaires comprises entre deux palettes 7 successives va en diminuant progressivement et de ce fait l'air ou un autre gaz compris dans chaque cellule individuelle est comprimé progressivement. Cette compression se traduit par un travail absorbé et un couple résistant s'exerçant sur l'arbre 1. Après sa compression l'air ou le gaz peut ensuite s'échapper à l'extérieur, dans le troisième secteur d'échappement E, à travers un orifice d'échappement 10 prévu dans la partie du carter correspondant à ce secteur. Le troisième secteur d'échappement E peut s'étendre aussi suivant un angle de 1200 et dans ce secteur une gorge 11 est formée dans la paroi inteme afin de mettre le volume entre le rotor 5 et la paroi 3, c'est-à-dire toutes les cellules individuelles qui se trouvent dans le secteur d'échappement E, en communication avec l'orifice d'échappement 8, c'està-dire avec l'atmosphère. D'après la description qui précède, on voit que le dispositif de freinage pneumatique suivant la présente invention fonctionne suivant un cycle à trois temps, à savoir un premier temps d'admission d'un gaz quelconque, tel que l'air, dans des cellules individuelles à volume allant en croissant, un deuxième temps de compression du gaz dans les cellules individuelles dont le volume va en diminuant progressivement provoquant une absorption d'énergie, et un troisième temps de mise en communication des cellules individuelles avec l'extérieur, pour permettre l'échappement du gaz comprimé et la non restitution de l'énergie absorbée par la compression précédente. La figure 2 représente une variante d'exécution qui utilise, en tant que rotor 5, un piston rotatif du type de celui utilisé dans le moteur Wankel. La structure du moteur Wankel est bien connue et il n'apparaît donc pas nécessaire de la décrire en détail. Ce moteur est modifié, pour pouvoir constituer le dispositif de freinage pneumatique suivant la présente invention, de manière à ne présenter que les trois temps de fonctionnement précités, c'est-à-dire les temps d'admission, de compression et d'échappement. De ce fait, le quatrième temps normalement prévu dans le moteur à piston rotatif a été supprimé, de même que la bougie provoquant l'allumage du mélange air/carburant.Sur la figure 2, on voit le piston triangulaire 5 à côtés courbes dont les sommets 5a,5b,5c frottent sur la paroi interne 3 du carter 2, cette paroi interne 3 ayant une section transversale en forme de trochoide qui est une forme de courbe ovale légèrement rétrécie dans sa partie centrale. Les trois côtés du rotor 5, de forme légèrement bombée vers l'extérieur, constituent des "pistons" qui, lors de la rotation du rotor 5, font varier le volume des chambres individuelles délimitées entre les "pistons" du rotor 5 et la paroi interne 3 du carter 2.Sur la figure 1 le côté 5a-5b se trouve au début de la phase d'admission, la chambre qu'il délimite avec la paroi interne 3 étant en communication avec l'orifice d'admission 8, le côté 5b-5c qui le précède est en phase de compression, la chambre qu'il délimite avec la paroi inteme 3 ayant un volume allant en diminuant progressivement, et le troisième côté 5c-5a est en phase d'échappement, la chambre qu'il délimite avec la paroi interne 3 étant en communication avec l'orifice d'échappement 10. Naturellement le dispositif de freinage pneumatique, monté en tant que ralentisseur sur un véhicule automobile, est normalement au repos et il n'est enclenché que dans une descente. 11 peut être accouplé au système de transmission du véhicule par un embrayage d'un type quelconque, éventuellement par l'intermédiaire d'un dispositif d'engrenages de manière à faire varier la vitesse de rotation du rotor en fonction de l'énergie à absorber. REVENDICATIONS 1. Dispositif de freinage d'un arbre rotatif (1), utilisable notamment en tant que ralentisseur pour un véhicule automobile, comportant un carter (2), un rotor (5) tournant dans une chambre inteme (4) du carter (2) et délimitant, avec la paroi interne (3) du carter (2), des espaces à volume variable dans le sens de la rotation du rotor (5), caractérisé en ce que la chambre inteme (4) du carter (2) est divisée en trois secteurs successifs dans le sens de rotation du rotor (5), à savoir un premier secteur d'admission (A) communiquant avec un orifice d'admission (8) et dans lequel le volume compris entre la surface exteme du rotor (5) et la paroi interne (3) va en augmentant progressivement de manière à aspirer progressivement, dans le volume inteme (4), un gaz, tel que de l'air, à travers l'orifice d'admission (8), un deuxième secteur de compression fermé d'une manière étanche par rapport à l'extérieur du carter (2) et dans lequel le volume interne compris entre la surface exteme du rotor (5) et la paroi interne (3) va en diminuant progressivement, de manière à comprimer progressivement le gaz se trouvant dans ce volume, et un troisième secteur d'échappement (E) relié à un orifice d'échappement (10) et dans lequel le volume interne compris entre la surface externe du rotor (5) et la paroi interne (3) est mis en communication avec l'atmosphère, si bien que le gaz précédemment comprimé, en produisant une absorption d'énergie, peut s'échapper dans l'atmosphère en ne restituant pas l'énergie absorbée par la compression précédente. 2. Dispositif de freinage pneumatique suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le rotor (5) est excentré par rapport à l'axe (O) de la chambre inteme (4), de section transversale circulaire, du carter (2), et il est du type d'un rotor de pompe à palettes comportant plusieurs palettes (7) réparties régulièrement autour de son axe (ou), pouvant coulisser radialement dans des logements (6) formés dans le rotor (5) et frottant sur la paroi interne (3), à section transversale circulaire, du carter (2). 3. Dispositif de freinage pneumatique suivant la revendication 1 caracténsé en ce que le rotor (5) est un rotor du type d'un piston d'un moteur rotatif Wankel et le carter (2) du dispositif comporte uniquement un orifice d'admission (8) communiquant avec le premier secteur d'admission et un orifice d'échappement (10) communiquant avec le troisième secteur d'échappement.