Brevet FR2834142A1 — publié le 20030627

DESCRIPTION La présente invention se rapporte à des freins à courants de Foucault destinés à décélérer un véhicule routier et à des ensembles de freinage à courants de Foucault comportant un frein à friction intégré. Les systèmes de freinage à courants de Foucault comprennent de façon caractéristique un rotor monté sur un arDre rotatif, tel qu'un arbre d'entrâînement destiné à entrâîner les roues d'un véhicule et une source d'énergie magnétique, tel qu'un électroaimant ou un aimant permanent, montés sur un châssis du véhicule. Les courants de Foucault sont produits dans le rotor en raison d'une différence de vitesse relative entre le rotor et la source d'énergie magnétique fixe. Les courants de Foucault génèrent un couple de freinage retardant la rotation du rotor, en décélérant ainsi le véhicule. Bien que les systèmes de freinage à courants de Foucault de la technique antérieure atteignent leur but visé, de nombreux problèmes subsistent. Par exemple, les systèmes de freinage à courants de Foucault de la technique antérieure ne sont pas facilement conditionnables avec des systèmes de freinage classique. Ainsi, les systèmes de freinage à courants de Foucault de la technique antérieure nécessitent un espace de conditionnement supplémentaire qu'il est difficile d'obtenir dans les véhicules actuels aujourd'hui. De ce fait, il existe un besoin d'un système de freinage à courants de Foucault nouveau et amélioré pour un véhicule à moteur. Le système de freinage à courants de Foucault nouveau et amélioré ne devra pas nécessiter d'espace de conditionnement supplémentaire du véhicule et devra pouvoir étre conditionné avec les systèmes de freinage actuels comprenant, par exemple, un frein de secours à friction. Conformément à la présente invention, un dispositif de freinage à courants de Foucault est réalisé. Le dispositif comprend un stator comportant une pluralité de pôles et pouvant être monté sur un châssis d'un véhicule, un bobinage de fil enroulé autour de chacun de la pluralité de pôles, dans lequel des bobinages adjacents sont électriquement reliés pour former un électroaimant, un tambour conçu pour recevoir un ensemble de roue et de pneumatique, dans lequel le tambour est monté avec possibilité de rotation sur un essieu du véhicule, et dans lequel un courant de Foucault est engendré entre le tambour et le stator à partir du mouvement relatif du tambour par rapport au stator, en retardant ainsi la rotation du tambour et de l'ensemble de roue et de pneumatique. Selon un aspect de la présente invention, le dispositif comprend une coiffe d'extrémité assujettie de façon fxe à chacun de la pluralité de pôles. Selon un autre aspect de la présente invention, le bobinage de fil comprend ou est constitué d'un fil plat. Selon un autre aspect de la présente invention, le stator comprend une plaque de montage de stator fixée à un châssis du véhicule et configurée pour le montage du stator sur celle-ci. Selon un autre aspect de la présente invention, le stator est fait d'un acier 1005. Selon un autre aspect de la présente invention, le tambour est réalisé à partir d'un acier 1005. Selon encore un autre aspect de la présente invention, des électroaimants sont créés suivant un pôle nord et un pôle sud parmi des pôles adjacents. Selon encore un autre aspect de la présente invention, un champ de flux magnétique variable est créé entre les poles du stator et une surface du tambour lorsque le bobinage est électriquement excité. Selon encore un autre aspect de la présente invention, un frein à friction est fixé au châssis du véhicule et est conçu en vue d'un contact de friction avec le tambour, en empêchant ainsi une rotation du tambour. Selon encore un autre aspect de la présente invention, le frein à fiction est assujetti de façon fixe au stator. Selon encore un autre aspect de la présente invention, un dispositif de freinage à courants de Foucault est réalisé, lequel comprend un stator comportant une pluralité de pôles pouvant étre montés sur un châssis d'un véhicule, un bobinage de fil enroulé autour de chacun de la pluralité de pôle, dans lequel des bobinages adjacents sont électriquement reliés pour former un électroaimant, un tambour conçu pour recevoir un ensemble de roue et de pneumatique dans lequel le tambour est monté avec possibilité de rotation sur un essieu du véhicule, un frein à friction en contact de friction sélectif avec le tambour en vue d'une rotation sélective de celui-ci, dans lequel un courant de Foucault est engendré entre le tambour et le stator, à partir du mouvement relatif du tambour par rapport au stator, en retardant ainsi la rotation du tambour et de l'ensemble de roue et de pneumatique. D'autres aspects, caractéristiques et avantages de l'invention deviendront évidentes à partir de l'examen de la description suivante lorsqu'elle est prise en association avec les dessins annexés. L'invention sera mieux comprise grâce à la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif et fondé sur les dessins annexés. La fgure 1 est une vue de face d'une plaque de montage de stator du dispositif de freinage à courants de Foucault de la présente invention, La figure 2 est une vue de face d'un stator du dispositif de freinage à courants de Foucault de la présente invention, La figure 3 est une vue en perspective du dispositif de freinage à courants de Foucault monté sur un véhicule, selon la présente invention, La figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif de freinage à courants de Foucault représentant une vue partielle écorchée du tambour, selon la présente invention, et La figure 5 est une vue partielle du tambour et du stator illustrant la présence du circuit magnétique créé entre eux selon la présente invention. En se rétérant maintenant aux figures 1 à 3, un mode de réalisation préféré d'un dispositif de freinage à courants de Foucault 10 comportant un frein à friction intégré destiné à une utilisation en tant que frein de secours est illustré, selon la présente invention. Le dispositif de freinage à courants de Foucault 10 est fixé à un chassis de véhicule (non représenté) par une plaque de montage de stator 12. La plaque de montage de stator 12 comprend en outre un dispositif de frein à friction classique 14 monté sur celle-ci. Le dispositif de frein à friction 14 est habituellement utilisé comme frein de secours. Le fonctionnement du frein à friction 14 sera décrit ci-après. Une pluralité de trous ou d'ouvertures 16 de montage de stator est disposce autour d'une périphérie de la plaque de montage de stator 12 en vue de fixer un stator 18 (représenté sur la figure 2), à celle-ci. En se rétérant maintenant à la figure 2, le stator 18 est représenté plus en détail, selon la présente invention. De prétérence, le stator 18 est réalisé à partir d'un acier 1005 ou d'un matériau similaire et présente toutes les propriétés mécaniques et électriques, telles qu'elles sont bien connues dans la technique, et qui sont spécifiées dans les standards de l'acier 1005. Le stator 18 comprend une pluralité de p81es 20 qui sont disposés autour d'un anneau de stator 22 et qui s'étendent radialement vers l'intérieur depuis celui-ci. Chaque pole 20 est bobiné avec un fil plat créant un enroulement ou bobinage 24. La configuration de fil plat est avantageusement choisie pour augmenter le nombre de spires autour du pôle et à l'intérieur des rainures du stator 28. Le nombre accru de spires augmente ou améliore le champ magnétique engendré dans celles-ci. Le fil plat, de préLérence, est un fil à aimant de calibre 10 comportant un revêtement isolant. Deux bobinages adjacents 24 sont électriquement reliés pour produire un électroaimant 29 présentant généralement une forme de fer à cheval. Un premier pôle 20 dans la paire constituant l'électroaimant 29 est un pole nord de l'aimant tandis que l'autre pôle est un pôle sud. L'appariement de poles adjacents pour former des électroaimants 29 continu autour de la circonférence entière du stator 18. Un patin 30 sous la forme d'une plaque rectangulaire plate est monté sur chaque pôle pour distribuer le flux magnétique engendré par l'électroaimant 29 et empêche les enroulements de fil plat 24 de sortir des pôles 20 en glissant. Un dispositif de freinage à courants de Foucault complètement assemblé 10 comportant un frein de stationnement intégré 14 est représenté sur la figure 3, selon la présente invention. Après que le stator 18 est monté sur la plaque de montage de stator 12 en utilisant des vis ou des boulons, des trous 16 et des alésages filetés (non représentés) classiques dans le stator 18, un tambour de freinage à courants de Foucault 50 est monté sur l'arbre de transmission du véhicule 52 (représenté sur la figure 4) avec un palier d'arbre de transmission 54 et peut être entrâîné en rotation sur celui-ci. Le tambour 50 comprend une pluralité de boulons ou de goujons 56 de montage de roue destinés à recevoir un ensemble classique 58 de roue et de pneumatique de véhicule. Comme cela sera décrit plus en détail ci-après, des courants de Foucault sont produits entre le stator 18 et le tambour 50 grâce à la rotation de l'ensemble de roue et de pneumatique 58 et du tambour 50 par rapport au châssis du véhicule sur lequel le stator 18 est monté. En se référant maintenant aux figures 4 et 5, le fonctionnement du dispositif de freinage à courants de Foucault 10 comprenant un frein d'urgence intégré 14 sera maintenant décrit, selon la présente invention. L'ensemble de stator 18 et de plaque de montage de stator étant monté sur une bride fixe 80 faisant partie intégrante du châssis du véhicule ne peut pas tourner par rapport au châssis. Le tambour 50, représenté sur la figure 4 sous forme d'une vue partielle écorchée est monté sur l'arbre de transmission rotatif 52 avec un palier d'arbre de transmission 54 et tourne à la vitesse de la roue. La vitesse de la roue est habituellement trois fois plus lente que la vitesse de l'arbre de transmission 52. Lorsque les enroulements 24 sont excités, un circuit magnétique 82, comme indiqué par des lignes en pointillé sur la figure 5 est créé. L'électroaimant 29 formé à partir de deux pôles 20 et d'enroulements de fil plat 24 adjacents magnétise les surfaces opposées du tambour 88 et 90. Suivant la polarité du courant circulant dans les enroulements 24, un pôle nord est créé dans l'un des pôles et un pôle sud est créé dans l'autre pole 20 adjacent. Par conséquent, la partie de tambour 28 serait magnétisée sous forme d'un pôle nord opposé au pôle sud de l'électroaimant 29 et la partie de tambour 90 serait magnétisée sous forme d'un pôle sud opposé au pôle nord de l'électroaimant 29. L'électroaimant excité 29 crée un champ de flux magnétique entre le tambour 50 et les pôles 20 du stator 18, ainsi des forces de Lorenz sont créées et agissent pour retarder la rotation du tambour 50 par rapport au stator 18. La présente invention présente de nombreux avantages et intérêts par rapport à la technique antérieure comprenant, par exemple, la double utilisation du tambour 50. Une surface extérieure 92 du tambour 50 interagit avec le stator 18 pour créer des courants de Foucault tandis qu'une surface intérieure 94 interagit avec le dispositif de frein à friction 14. Le dispositif de frein à friction 14 retarde la rotation du tambour 50 par rapport au chassis du véhicule en venant en contact de friction avec la surface intérieure 94 du tambour 50. Le dispositif de frein à friction 14 est un frein d'urgence classique présentant une surface de friction 100 avec un coefficient élevé de friction destinée à venir en contact avec la surface intérieure 94 du tambour 50 pour arrêter la rotation du tambour 50. De ce fait, la présente invention présente de nombreux avantages et intérêts par rapport aux retardateurs à courants de Foucault de la technique antérieure. Par exemple, le dispositif 10 de la présente invention est conçu pour l'utilisation à l'intérieur de l'espace de roue d'un véhicule, conservant ainsi l'espace de conditionnement. En outre le dispositif fonctionne à la vitesse de la roue en vue de générer le couple de freinage requis. En outre, la présente invention intègre un frein d'urgence classique pour bloquer la rotation des roues d'un véhicule lorsque le véhicule est immobile. La description qui précède révèle et décrit un mode de réalisation préféré de l'invention. L'homme de l'art se rendra facilement compte à partir d'une telle description, et à partir des dessins annexés, que des changements et des modifications peuvent êtres 2 5 apportés à l' invention sans s'écarter de l'esprit rcel et de la juste portée de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif de freinage à courants de Foucault caractérisé en ce qu'il comprend: un stator (18) comportant une pluralité de poles (20), dans lequel le stator (18) peut eke monté sur un chassis d'un véhicule, un bobinage de fil (24) enroulé autour de chacun de la pluralité de poles (20), dans lequel des bobinages adjacents (24) sont électriquement reliés pour former un électroaimant (29), et un tambour (50) conçu pour recevoir un ensemble de roue et de pneumatique, dans lequel le tambour (50) est monté avec possibilité de rotation sur un essieu de véhicule, et dans lequel un courant de Foucault est engendré entre le tambour (50) et le stator (18), à partir du mouvement relatif du tambour (50) par rapport au stator (18), en retardant ainsi la rotation du tambour (50) et de l'ensemble de roue et de pneumatique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une coiffe d'extrémité assujettie de façon fixe à chacun de la pluralité de poles (20). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bobinage de fil (24) est constitué d'un fil plat. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stator (18) comprend en outre une plaque de montage de stator (12) fixce à un chassis de véhicule et configurce pour le montage du stator (18) sur celle-ci. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le stator (18) est réalisé à partir d'un acier 1005. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tambour (50) est réalisé à partir d'un acier 1005. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des électroaimants sont créés suivant un pole nord et un pôle sud parmi des poles adjacents (20). 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un champ de flux magnétique variable est créé entre les pales (20) du stator (18) et une surface du tambour (50) lorsque le bobinage est électriquement excité. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un frein à friction (14) fixé au chassis du véhicule et conçu en vue d'un contact à friction