Brevet FR3151952A1 — publié le 20250207

L’invention concerne un appareil à courants de Foucault comprenant un stator, et un rotor. Le stator comportant un support annulaire (14) pourvu de noyaux polaires (16), des bobines inductrices agencées autour des noyaux polaires, et des épanouissements polaires (22) fixés chacun à une extrémité de chaque noyau polaire. Le rotor comportant au moins une portion cylindrique induite située en regard des épanouissements polaires. Le stator comporte une cale (20) agencée entre un noyau polaire (16) et un épanouissement polaire (22). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 5 Appareil à courants de Foucault et procédé de fonctionnement de cet appareil Domaine technique de l’invention La présente invention concerne un appareil à courants de Foucault, en particulier un ralentisseur électromagnétique et un procédé de fonctionnement de cet appareil. Etat de la technique antérieure Il a été constaté que les rotors se déforment au cours du temps. En particulier, le diamètre intérieur des rotors se resserre ou s’écarte après un certain nombre de cycle de fonctionnement puis le diamètre intérieur des rotors se stabilise après un nombre de cycle de fonctionnement plus important. Cette déformation plastique résulte de l’échauffement des rotors. La diminution du diamètre intérieur des rotors engendre un risque de collision entre le rotor et le stator pouvant amener une dégradation irréversible du ralentisseur. L’augmentation du diamètre des rotors engendre une dégradation irréversible des performances du ralentisseur. Présentation de l’invention Un but de la présente invention est d’éviter une dégradation du ralentisseur et de ses performances générées par cette déformation du rotor. La présente invention a pour objet un appareil à courants de Foucault comprenant un stator, et un rotor propre à pivoter par rapport au stator autour d'un axe de rotation, le stator comportant : - un support annulaire pourvu de noyaux polaires, les noyau polaires ayant des axes respectifs perpendiculaires à l'axe de rotation, les noyaux polaires étant répartis à intervalles réguliers le long d'un cercle centré sur un centre de l'axe de rotation, - des bobines inductrices agencées autour des noyaux polaires, et - des épanouissements polaires fixés chacun à une extrémité de chaque noyau polaire ; et le rotor comportant au moins une portion cylindrique induite située en regard des épanouissements polaires, caractérisé en ce que le stator comporte en outre au moins une cale, au moins une partie de ladite cale étant agencée entre au moins un noyau polaire et au moins un épanouissement polaire. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre. Elles peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - la cale présente la forme d’une lamelle. - la cale présente une épaisseur comprise entre 0,5 millimètre et 1,5 millimètre, et de préférence 1 millimètre. - L’appareil à courants de Foucault comporte en outre au moins une rondelle montée autour d’au moins un noyau polaire ; ladite au moins une rondelle étant intercalée entre au moins une bobine inductrice et au moins un épanouissement polaire. - L’appareil à courants de Foucault comporte en outre au moins une plaquette de protection thermique muni d’un trou traversant et d’un bord incliné vers la bobine inductrice ; ladite au moins une plaquette de protection thermique est agencée autour d’un noyau polaire. - Au moins une partie de la au moins une cale est intercalée entre ladite au moins une plaquette de protection thermique et l’épanouissement polaire. - La au moins une cale présente une section ayant une surface supérieure de au moins 30 % à la surface d’une section d’un noyau polaire ; lesdites sections étant perpendiculaires à un axe d’au moins un noyau polaire. - Ladite au moins une plaquette de protection thermique est agencée entre la au moins une rondelle et un épanouissement polaire. - La au moins une cale présente une section ayant une dimension sensiblement égale à la dimension d’une section d’un noyau polaire; lesdites sections étant perpendiculaires à un axe d’au moins un noyau polaire. -Ladite au moins une rondelle est réalisée dans un matériau compressible, par exemple un silicone, un acier à ressort ou un caoutchouc. L’invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un appareil à courants de Foucault monté sur un arbre de transmission d’un véhicule, l’appareil à courants de Foucault comprenant un stator, et un rotor propre à pivoter par rapport au stator autour d'un axe de rotation, le stator comportant un support annulaire pourvu de noyaux polaires, des bobines inductrices agencées autour des noyaux polaires, et des épanouissements polaires fixés chacun à une extrémité de chaque noyau polaire et au moins une cale, au moins une partie de ladite au moins une cale étant agencée entre au moins un noyau polaire et au moins un épanouissement polaire ; et le rotor comportant au moins une portion cylindrique induite située en regard des épanouissements polaires, le procédé comportant les étapes suivantes : - fonctionnement de l’appareil à courant de Foucault au cours d’un nombre de cycles de fonctionnement ; - démontage du rotor par rapport au arbre de transmission d’un véhicule - retrait des épanouissements polaires et des cales du stator, - fixation des épanouissements polaires sur les noyau polaires sans les cales, - remontage du rotor sur l’arbre de transmission d’un véhicule, - fonctionnement de l’appareil à courant de Foucault. Brève description des figures est une vue en perspective schématique du rotor d’un appareil à courants de Foucault selon la présente invention ; est une vue en perspective schématique du stator d’un appareil à courants de Foucault selon la présente invention ; est une vue en perspective schématique d’un appareil à courants de Foucault selon la présente invention ; est une vue en perspective du corps de stator ; est une vue en perspective d’une partie d’un stator sans bobine inductrice d’un appareil à courants de Foucault selon un premier mode de réalisation de l’invention ; est une vue en coupe d’une partie d’un stator d’un appareil à courants de Foucault selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; est une vue en coupe d’une partie d’un stator d’un appareil à courants de Foucault selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; est un diagramme représentant les étapes du procédé de fonctionnement de l’appareil à courant de Foucault selon l’invention. Description détaillée de l’invention L'appareil à courants de Foucault 2 selon l’invention est décrit ci-après dans son application préférée, mais non limitative, à un ralentisseur à courants de Foucault. L'appareil à courants de Foucault 2 comporte un rotor 4 et un stator 6. Le rotor est fixé par l'intermédiaire d'une pièce intercalaire sur un arbre de transmission d’un véhicule équipé du ralentisseur. Le rotor 4 comporte une portion cylindrique induite 8, un moyeu 10 et des bras coudés 12 qui relient la portion cylindrique induite au moyeu. Le moyeu est propre à pivoter autour d’un axe de rotation X-X. Le stator 6 comporte un support annulaire 14 fixé avec des moyens appropriés sur le châssis du véhicule ou sur le carter de la boîte de vitesse du véhicule. L’axe du support annulaire 14 est coaxial à l’axe de rotation X-X. En référence aux figures 2 et 4, le support 14 est pourvue de noyaux polaires 16 périphériques. Les noyaux polaires 16 sont répartis à intervalles réguliers le long d'un cercle C centré sur un centre O de l'axe de rotation X. Les noyaux polaires possèdent des axes respectifs Y perpendiculaires à l'axe de rotation X-X. Le stator 6 comporte des bobines inductrices 18 agencées autour des noyaux polaires. Les bobines inductrices 18 comprennent chacune un fil conducteur enroulé autour d’un noyau polaire. Les sens d'enroulement du fil conducteur alternent d'une bobine inductrice à la suivante le long du cercle C, de façon à faire alterner les polarités des inducteurs. Chaque bobine inductrice 18 est traversée par un noyau polaire d'axe Y. Le stator 6 comporte en outre au moins une cale 20 et un épanouissement polaire 22 fixés sur chaque noyau polaire par au moins une vis de fixation 24. La cale 20 et l’épanouissement polaire 22 sont fixés à une extrémité de chaque noyau polaire 16 par la au moins une vis de fixation 24. Dans le premier mode de réalisation représenté sur la , la cale 20 et l’épanouissement polaire 22 sont pourvues de deux orifices traversants 26, 28. Chaque noyau polaire 16 est également pourvu de deux trous taraudés 30 ayant un axe parallèle à l’axe Y. Deux vis de fixation 24 traversent les orifices 26 de la cale et les orifices 28 de l’épanouissement polaire et sont fixées dans les trous taraudés 30 du noyau polaire. Dans le premier mode de réalisation, la cale 20 est agencée entre un noyau polaire 16 et un épanouissement polaire 22. La cale 20 présente la forme d’une lamelle. En particulier, la cale 20 présente une forme d’un parallélépipède rectangle plat. La cale 20 présente une épaisseur comprise entre 0,5 millimètre et 1,5 millimètre. De préférence, la cale présente une épaisseur de 1 millimètre. La cale est réalisée dans un matériau conducteur de courant induit tel que, par exemple, acier magnétique à faible taux de carbone. Un entrefer E de faible épaisseur est aménagé entre l'épanouissement polaire 22 et la portion cylindrique induite 8 du rotor. Cet entrefer E est traversé par un flux magnétique, lorsque le rotor passe devant l’épanouissement polaire 22. L’épanouissement polaire 22 sert à immobiliser la bobine inductrice 18 par rapport au noyau polaire 16. Les cales 20 permettent de compenser la déformation potentielle du rotor générée par un certain nombre de fonctionnements du ralentisseur. A cet effet, les cales peuvent être retirées ou ajoutées pour retrouver la dimension initiale de l’entrefer situé entre le rotor et l’épanouissement. Après un certain nombre de cycles de fonctionnement, le stator se déforme. Lorsque le stator s’est déformé, un opérateur peut démonter le rotor pour accéder au stator. Puis, l’opérateur peut dévisser les vis de fixation 24, retirer les cales 20 et refixer les épanouissement polaire 22 contre les noyaux polaires 16 à l’aide des vis de fixation 24. La représente une vue de côté d’une partie d’un appareil à courants de Foucault 32 selon un deuxième mode de réalisation. L’appareil à courants de Foucault selon ce deuxième mode de réalisation est similaire à l’appareil à courants de Foucault selon le premier mode de réalisation et ne sera pas décrit en totalité une seconde fois. Les éléments techniques de l’appareil à courants de Foucault du deuxième mode de réalisation identiques aux éléments techniques de l’appareil à courants de Foucault du premier mode de réalisation comportent les mêmes références et ne seront pas redécrits. Seuls les éléments techniques différents seront décrits. Dans ce deuxième mode de réalisation, le stator 6 comporte en outre au moins une rondelle 34 montée autour de chaque noyau polaire 16 et au moins une plaquette de protection thermique 36 agencée autour de chaque noyau polaire 16. La rondelle 34 est intercalée entre la bobine inductrice 18 et l’épanouissement polaire 22. De préférence, la rondelle 34 est réalisée dans un matériau compressible tel que par exemple un matériau silicone, un acier à ressort ou un caoutchouc. La rondelle est comprimée au montage afin de compenser les tolérances de l’empilage des pièces et d’exercer une certaine compression sur la bobine inductrice afin de la maintenir sur le support annulaire 14. Chaque plaquette de protection thermique 36 est agencée entre la rondelle 34 et l’épanouissement polaire 22. La plaquette de protection thermique 36 est en contact d’une face principale interne de l’épanouissement polaire 22. Chaque plaquette de protection thermique 36 est munie d’une ouverture centrale 38 et d’un bord 40 incliné vers la bobine inductrice. Les plaquettes de protection 36 sont par exemple réalisées dans un matériau inox amagnétique ou en fibres de verre. Dans ce mode de réalisation, les cales 37 présentent une dimension particulière. Dans ce deuxième mode de réalisation, les cales 37 présentent une section ayant une dimension sensiblement égale à la dimension d’une section d’un noyau polaire 16. La section des cales et la section du noyau polaire considéré ici sont des sections selon des plans perpendiculaires à chaque axe Y de chaque noyau polaire 16. Lorsque les cales sont disposées sur les noyaux polaires 16, elles augmentent la hauteur des noyaux polaires. Comme visible sur la , la plaquette de protection thermique 36 est disposée à côté de la cale 37. La face supérieure de la plaquette de protection thermique 36 est à la même distance du centre O que la face supérieure de la cale 37. Lorsque la cale 37 est retirée, la rondelle 34 est plus comprimée que lorsque la cale 37 est présente. Ainsi, lorsque la cale est retirée, la rondelle est comprimée de sorte que la face supérieure de la plaquette de protection thermique est à ma même distance du centre O que la face supérieure du noyau polaire. La représente une vue de côté d’une partie d’un appareil à courants de Foucault 42 selon un troisième mode de réalisation. L’appareil à courants de Foucault selon ce troisième mode de réalisation est similaire à l’appareil à courants de Foucault selon le premier mode de réalisation et le deuxième mode de réalisation. L’appareil à courants de Foucault selon ce troisième mode de réalisation ne sera pas décrit en totalité une seconde fois. Les éléments techniques de l’appareil à courants de Foucault du troisième mode de réalisation identiques aux éléments techniques de l’appareil à courants de Foucault du premier mode de réalisation et du deuxième mode de réalisation comportent les mêmes références et ne seront pas redécrits. Seuls les éléments techniques différents seront décrits. Dans ce troisième mode de réalisation, le stator 6 comporte en outre au moins une rondelle 34 montée autour de chaque noyau polaire 16 et au moins une plaquette de protection thermique 36 également montée autour de chaque noyau polaire 16. En référence à la , la cale 44 de ce troisième mode de réalisation présente une dimension supérieure à la dimension d’un noyau polaire 16. Une partie de la cale 44 repose sur une partie de la plaquette de protection thermique 36. En particulier, la cale 44 présente une section ayant une surface supérieure de au moins 30 % à la surface d’une section d’un noyau polaire 16. Les sections étant réalisées selon des plans perpendiculaires aux axes des noyaux polaires. Une partie de la plaquette de protection thermique 36 est agencée entre la rondelle 34 et un épanouissement polaire 22. Dans ce mode de réalisation, la rondelle 34 est comprimée au montage afin de compenser les tolérances de l’empilage des pièces et de maintenir la bobine inductrice 18 contre le support annulaire 14. En variante, la cale 20 est remplacée par plusieurs cales. L’invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un appareil à courants de Foucault monté sur un arbre de transmission d’un véhicule. L’appareil à courants de Foucault est un appareil conformé selon les caractéristiques des appareils des premier, deuxième ou troisième modes de réalisation décrit ci-dessus. En référence à la , le procédé comporte les étapes suivantes : - fonctionnement 46 de l’appareil à courant de Foucault au cours d’un nombre de cycles de fonctionnement ; - démontage 48 du rotor par rapport au arbre de transmission d’un véhicule - retrait 50 des épanouissements polaires et des cales du stator, - fixation 52 des épanouissements polaires sur les noyau polaires sans les cales, - remontage 54 du rotor sur l’arbre de transmission d’un véhicule, - fonctionnement 56 de l’appareil à courant de Foucault. Appareil à courants de Foucault (2, 32, 42) comprenant un stator (6), et un rotor (4) propre à pivoter par rapport au stator autour d'un axe de rotation (X-X), le stator (6) comportant : - un support annulaire (14) pourvu de noyaux polaires (16), les noyau polaires (16) ayant des axes respectifs (Y) perpendiculaires à l'axe de rotation (X-X), les noyaux polaires étant répartis à intervalles réguliers le long d'un cercle (C) centré sur un centre (O) de l'axe de rotation (X), - des bobines inductrices (18) agencées autour des noyaux polaires, et - des épanouissements polaires (22) fixés chacun à une extrémité de chaque noyau polaire ; et le rotor (4) comportant au moins une portion cylindrique induite (8) située en regard des épanouissements polaires (22), caractérisé en ce que le stator comporte en outre au moins une cale (20, 37, 44), au moins une partie de ladite cale (20, 37, 44) étant agencée entre au moins un noyau polaire (16) et au moins un épanouissement polaire (22). Appareil à courants de Foucault (2, 32, 42) selon la revendication 1, dans lequel la cale (20, 37, 44) présente la forme d’une lamelle. Appareil à courants de Foucault (2, 32, 42) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel la cale (20, 37, 44) présente une épaisseur comprise entre 0,5 millimètre et 1,5 millimètre, et de préférence 1 millimètre. Appareil à courants de Foucault (32, 42) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, qui comporte en outre au moins une rondelle (34) montée autour d’au moins un noyau polaire (16); ladite au moins une rondelle (34) étant intercalée entre au moins une bobine inductrice (18) et au moins un épanouissement polaire (22). Appareil à courants de Foucault (32, 42) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, qui comporte en outre au moins une plaquette de protection thermique (36) muni d’un trou traversant (38) et d’un bord (40) incliné vers la bobine inductrice ; ladite au moins une plaquette de protection thermique (36) est agencée autour d’un noyau polaire (16). Appareil à courants de Foucault (42) selon la combinaison des revendications 4 et 5, dans lequel au moins une partie de la au moins une cale (44) est intercalée entre ladite au moins une plaquette de protection thermique (36) et l’épanouissement polaire (22). Appareil à courants de Foucault (42) selon la revendication 6, dans lequel la au moins une cale (44) présente une section ayant une surface supérieure de au moins 30 % à la surface d’une section d’un noyau polaire (16); lesdites sections étant perpendiculaires à un axe (Y) d’au moins un noyau polaire (16). Appareil à courants de Foucault (32) selon la revendication 5, dans lequel ladite au moins une plaquette de protection thermique (36) est agencée entre la au moins une rondelle (34) et un épanouissement polaire (22). Appareil à courants de Foucault (32) selon la revendication 6, dans lequel la au moins une cale (37) présente une section ayant une dimension sensiblement égale à la dimension d’une section d’un noyau polaire (16) ; lesdites sections étant perpendiculaires à un axe (Y) d’au moins un noyau polaire (16). Appareil à courants de Foucault (2, 32) selon l’une quelconque des revendications 4 à 9, dans lequel ladite au moins une rondelle (34) est réalisée dans un matériau compressible, par exemple du silicone, un acier à ressort ou un caoutchouc. Procédé de fonctionnement d’un appareil à courants de Foucault monté sur un arbre de transmission d’un véhicule, l’appareil à courants de Foucault (2, 32, 42) comprenant un stator (6), et un rotor (4) propre à pivoter par rapport au stator autour d'un axe de rotation (X-X), le stator (6) comportant un support annulaire (14) pourvu de noyaux polaires (16), des bobines inductrices (18) agencées autour des noyaux polaires, et des épanouissements polaires (22) fixés chacun à une extrémité de chaque noyau polaire et au moins une cale, au moins une partie de ladite au moins une cale (20, 37, 44) étant agencée entre au moins un noyau polaire (16) et au moins un épanouissement polaire (22) ; et le rotor (4) comportant au moins une portion cylindrique induite (8) située en regard des épanouissements polaires (22), le procédé comportant les étapes suivantes : - fonctionnement (46) de l’appareil à courant de Foucault au cours d’un nombre de cycles de fonctionnement ; - démontage (48) du rotor par rapport au arbre de transmission d’un véhicule - retrait (50) des épanouissements polaires et des cales du stator, - fixation (52) des épanouissements polaires sur les noyau polaires sans les cales, - remontage (54) du rotor sur l’arbre de transmission d’un véhicule, - fonctionnement (56) de l’appareil à courant de Foucault.