CA1210428A - Ralentisseurs electriques pour vehicules - Google Patents

Abstract

Perfectionnements aux ralentisseurs électriques pour véhicules Il s'agit d'un ralentisseur électrique destine à freiner l'arbre de transmission (A) d'un véhicule, pour lequel le stator comporte au moins une couronne de bobines (1) portée par une plaque transversale (2) elle-même raidie par une nervure. La portion (7), de la nervure de raidissement de la plaque, située au niveau de l'axe (X) du ralentisseur, est disposée à l'intérieur de la couronne de bobines et est raccordée par des prolongements radiaux (10) passant chacun entre deux bobines consécutives à des tronçons de nervure extérieurs (8, 9) s'étendant jusqu'à la périphérie de la plaque. On peut ainsi réduire la largeur hors tout L2 du stator pour une largeur donnée 1 de la couronne de bobines, ce qui rend possible dans certains cas une standardisation de la fabrication des rotors.

Description

Perfectionnements aux ralentisseurs électriques pour véhicules Llinvention est relative aux ralentisseurs élec-triques ou "à courants de Foucault" destinés a freiner l'arbre de transmission d'un véhicule et dans lesquels:
- le stator comporte au moins une couronne de bobines en nombre pair dont les axes individuels sont tous parallèles a celui du ralentisseur, les axes des bobines latérales extremes étant superposés par paires dans deux plans verticaux, et les noyaux des differentes bobines etant tous portes par une même plaque transversale évi-dée en son centre de facon a livrer passage a l'arbre a ralentir, - et le rotor comporte au moins un disque annulaire en matériau ferromagnétique propre à défiler en regard de ladite couronne, ~ une petite distance de celle-ci, ce disque étant lié audit arbre par l'intermédiaire successivement d'une couronne de bras formant ailettes de ventilation et d'une bague de fixation.
Dans les modes de réalisation connus de ces ralen-tisseurs, la plaque statorique est entourée par une ceinture s'étendant perpendiculairement a cet-te plaque et dont la hauteur est égale a une fraction de la lon-gueur axiale de chaque bobine, fraction géneralement comprise entre 1/4 et 3/4 : cette ceinture permet essen-tiellement de raidir la plaque et accessoirement de protéger les bobines des agressions extérieures telles que projections de boue et de cailloux.
L'existence de ladite ceinture sur toute la péri-phérie de la plaque présente dans certains cas des inconvénients qui seront explicités en detail plus loin en référence a la technique antérieure.

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` ~2~4Z~3 On verra en particulier que la présence de la ceinture le long des deux bords verticaux de la plaque ernp~che d'adop-ter sur les ralentisseurs du -type "autonome", pour des raiDo~s d'encombrement transversal horizontal, certains des rotors fabriqués pour des ralentisseurs de même puissance du cype "en porte-à-faux".
L'invention a pour but, surtout, de supprimer ces incon-vénients, ce qui permet en particulier une fabrication de rotors en plus grande série.
A cet effet, dans les stators des ralentisseurs électri-ques selon l'invention, la ceinture périphérique est rem-placée par une nervure faisant encore saillie sur la plaque selon la direction de l'axe du rotor, mais cette nervure ne s'étend plus selon les deux bords verticaux de la plaque : à
la hauteur de l'axe du ralentisseur, ladite nervure se trouve à l'intérieur de la couronne de bobines et ses tron~ons in-térieurs correspondants sont raccordés par des prolongements radiaux obliques passant chacun entre deux bobines consécu-tives ~ des tronc,ons extérieurs s'étendant jusqu'a la périphé-rie de la plaque.
Plus précisément, ladite nervure de raidissement de laplaque s'étend selon une courbe fermée présentant deux moi-tiés symétriques l'une de l'autre par rapport au plan verti-cal axial du ralentisseur et chaque~moitié de cette courbe comprend, raccordas successivement les uns aux autres, un tronçon horizontal ou sensiblement tel s'étendant au-dessus d'une bobine supérieure, le long du bord supérieur de la pla-que, un troncon incurvé longeant latéralement et extérieure-ment cette bobine, un troncon radial oblique s'étendant vers l'axe du ralentisseur entre ladite bobine et la bobine con-ti-guë inférieure, un tronçon globalement vertical intérieur à la couronne de bobines, un troncon radial oblique s'éten-dant vers l'extérieur en-tre deux bobines, un tron~on incurvé
longeant latéralement et extérieurement une bobine inférieure et un troncon horizontal ou sensiblement tel s'étendant au-des~ous de cette dernière bobine inférieure le long du bord inférieur de la plaque.

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Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- dans un ralentisseur du genre considéré comprenant au moins une couronne de huit bobines identiques écartées ré-gulièrement les unes des autres autour de l'axe du ralentis-seur, les tron~ons supérie,ur et inférieur de la nervure de raidissement sont horizontaux, ses tronçons incurvés s'éten-dent chacun selon un arc de 135 degrés et ses tron~ons ra-diaux obliques sont inclinés de 45 degrés sur l'horizon-tale, - les bords verticaux de la plaque sont situés chacun dans un plan vertical tangent à deux bobines latérales superposées, - la nervure de raidissement de la plaque est prolongée vers l'extérieur, à la hauteur de chaque zone de raccordement entre un tron~on incurvé et un tronçon radial oblique,par une patte horizontale s'étendant vers l'extérieur et se terminant près du bord de la plaque, - la pla~ue et ses nervures sont constituees en un seul bloc de metal coule, - dans le cas où le ralentisseur est du type autonome, - c'est-à-dire où son stator est supporté par le châssis du vé-hicule et où son rotor, intercalé entre deux accouplements homocinetiques de l'arbre de transmission, est fixe sur une extrémité axiale d'un tourillon lui-même monté de façon pi-votante à l'intérieur d'un manchon qui delimite le centre de la plaque statorique, ledit rotor comprend, pour supporter chaque bague rotorique, une cloche dont la grande base cons-titue une bride de fixation pour cette bague et dont le som-met annulaire est fixe sur ladite extremité de tourillon, et le stator comprend une au~e annulaire propre à rece-voir a~ec jeu chaque ensemble constitué par une telle bague et par une telle bride.
L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en meme temps et dont il sera plus explicite-ment question ci-après.

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Dans ce qui suit, l'on va décrire des modes de realisa-tion preferes de l'invention en se referant aux dessins ci-annexes d'une manière bien entendu non limitative.
La figure 1, de ces dessins montre en vue axiale sche-matique un mode de realisation connu d'un stator de ralen-tisseur electrique de vehicule ainsi que les longerons du châssis de ce vehicule.
La figure 2 montre en vue axiale schematique une varian-te d'un tel stator etablie selon l'invention.
Les figures 3 et 4 montrent respectivement en vue late-rale, portions arrachees, et en vue en bout un ralentisseur equipe s'-un stator perfectionne conforme à la figure 2 ci-dessus.
Dans chaque cas, le stator du ralentisseur electrique de vehicule comprend au moins une couronne d~e bobines identiques 1 regulièrement reparties autour de l'axe X du ralentisseur et présentant chacune un axe Y parallèle à l'axe X.
Le nombre de ces bobines est pair et pourrait être par exemple egal ~ six ou a dix, mais est de preference egal à
huit ainsi qu'il sera suppose ci-après.
La repartition desdites bobines est telle que les axes des bobines extrêmes laterales soient superposés deux à deux:
il en résulte ici que les axes des deux bobines supérieures se trouvent au même niveau, et il en est de même pour les axes des deux bobines inférieures.
Les noyaux des différentes bobines 1 sont tous portés par une même plaque verticale transversale 2, laquelle est evidee en son centre de façon à être traversee par l'arbre -de transmission A à ralentir du vehicule, arbre coaxial à
l'axe X.
-~ Z~(~4~3 L'evidement central en question est conformé en un man-chon 3 à l'intérieur duquel l'arbre A est monté pivotant par l'intermediaire de roulements appropriés.
La plaque 2 est raidie par une nervure 4 s'étendant per-pendiculairement au plan moyen de cette plaque, c'est-a-dire parallelement à l'axe X, sur une hauteur qui est généralement comprise en 1/4 et 3/4 de la dimension axiale de chaque bo-bine 1.
Dans les modes de réalisation connus schématisés sur la figure 1, cette nervure 4 est une ceinture entourant la plaque 2.
Cette ceinture 4 présente des zones épaissies 5 qui constituent des plots de fixation du stator (1, 2, 3) ainsi défini sur le châssis du véhicule, et en particulier sur deux longerons 6 constitutifs de ce chassis, par l'intermé-diaire de dispositifs de support amorti appropriés (non re-présentés).
L'écart L entre ces deux longerons 6 est relativement -petit et, comme il est exclu de l'agrandir, la dimension horizontale transversale hors tout du ralentisseur doit, dans certains cas, etre réduite au maximum pour une puis-sance donnée de freinage.
Or, pour le stator défini ci-dessus, cette dimension L
est nettement supérieure a la dimension horizontale hors tout 1 de la seule couronne de bobines 1 vu qu'elle incorpo-re deux fois l'épaisseur de la ceinture 5 et celle des surépaisseurs correspondant aux plots 6.
Par ailleurs on rappelle que l'on a souvent le choix, pour équiper en ralentisseur électrique un vehicule poids : 30 lourd donne, entre deux types de montage d'un tel ralentis-seur, savoir :
- le montage "autonome", pour lequel le stator est monte sur le châssis du vehicule, le rotor étant monté sur ce sta-tor par l'intermédiaire de roulements et étant lui-même relié au restant de l'arbre de transmission du véhicule a l'aide d'accouplements homocinétiques, - et le montage en porte-à-faux, parfois désigné sous la marque "FOC~L", pour lequel le stator est monté en porte-3-faux sur le carter de la boite de vitesses ou du pont du véhicule, le rotor étant monté également en porte-à-faux sur l'extrémité d'un bout d'arbre sortant de ce carter.
Pour des raisons de standardisation, il serait avanta-geux `que, pour une puissance donnée de freinage, les rotors des ralentisseurs adoptés soient les mêmes, indépendamment du type de montage adopté.
Mais pour le montage en porte-à-faux, les bras qui sup-portent chaque disque sont coudés et le diamètre de la bague de fixation terminant ces bras à leur extrémité opposée au disque est relativement gxand de façon à permet-tre le loge-ment d'un joint homocinétique à l'intérieur de l'élément rotorique formé.
Ces circonstances conduisent à donner un relativement grand diamètre à la couronne des bobines, laquelle entoure -ladite bague : a performances égales, l'encombrement frontal du ralentisseur monté en porte-~-faux est alors en général supérieur à celui du ralentisseur de même puissance monté de façon autonome.
Pour pouvoir donc utiliser un rotor correspondant à un montage en porte-à-faux sur un ralentisseur de même puissance mGnté de façon autonome, il faut en principe augmenter les-dimensions hors tout de ce dernier ralentisseur.
On con~oit que, dans ces conditions, la limitation si gnalée ci-dessus pour la place disponible entre les longerons 7 soit parfois incompatible avec l'exigence d'accroissement dimensionnel qui vient d'être indiquée.
La pratique montre que, dans certains cas, cette limita-tion rend effectivement impossible l'universalité d'adoption d'un même rotor pour les différents montages proposés.
L'invention rend possible cette universalité en permet-tant de réduire de quelques centimètres l'encombrement hori-zontal transversal du stator d'un ralentisseur de type auto-nome pour une valeur donnée de la dimension horizontale hors tout de sa couronne de bobines.
A cet effet on supprime les tronçons, de la ceinture 4 de raidissement de ce stator, qui longent les deux bords ver-ticaux de la plaque transversale 2 et on délimite latérale-ment cette plaque, à chacune de ses deux extrémités horizon-tales, par un bord vertical _ (figure 2) situé dans le plan vertical tangent aux deux bobines latérales superposées cor-respondantes 1.
En outre, pour éviter que la suppression en question ne réduise la rigidité de la plaque 2, on prévoit d'autres nervu-res 7 (figure 2) s'étendant encore à la même hauteur que les tronçons supprimés, mais à l'intérieur de la couronne de bo-bines 1.
Dans le mode de réalisation schématisé sur la figure 2, les nervures 7 sont encore rectilignes et vertica-les, comme les tronçons supprimés de la ceinture 4 précéden-te et sont raccordées aux tronçons supérieur et inférieur subsistants 8 de ladite ceinture par des raccords en S pas-sant chacun entre deux bobines 1 contiguës.
Chaque raccord en S comprend :
- un coude 9 s'étendant selon un arc de cercle de 135 à
partir d'une extrémité de l'un des tronçons horizontaux 8, - un tronçon radial 10 incliné de 45 sur l'horizontale et s'étendant vers l'axe X à partir de l'extrémité adjacente du coude 9, - et un coude 11 s'étendant selon un arc de cercle de 45~
incurvé en sens inverse du coude 9.
Chaque zone de raccordement entre un coude 9 et un tron-çon 10 est prolongée par une patte horizontale 12 s'achevant pratique~ent au niveau d'un bord vertical _ de la plaque 2, ou plus précisément a une très petite distance, de l'ordre par exemple de 2 à 3 mm, au-delà de ce bord.
Dans ces conditions, la largeur hors tout L2 du stator considéré est très voisine de la largeur 1 : la différence entre la largeur Ll de la solution connue précédemment décri-te et cette largeur L2 est relativement importante et atteint ~21~4~3 couramment plusieurs centimètres.
En dlautres termes, l'encombrement horizontal transver-sal du ralentisseur du type autonome est diminué pour une valeur donnée de la largeur horizontale hors tout 1 de sa couronne de bobines.
Ou inversement, le nouveau nervurage décrit ci-dessus permèt d'augmenter, pour une valeur donnée de llencombrement horizontal transversal du ralentisseur, le diametre de sa couronne de bobines et tous les autres diametres qui y sont liés, en particulier celui des bagues de fixation rotorique.
Dans la pratique,cet avantage a permis de résoudre le probleme particulier suivant : on désirait monter sur un véhicule dont les longerons 7 étaient écartés d'une distance~
donnée un ralentisseur autonome susceptible d'engendrer un couple de freinage C, lequel couple correspondait a une lar-geur hors tout 1 pour la couronne de bobines selon la solu-tion du montage en porte-à-faux ; malheureusement, avec le ceinturage connu, la largeur hors tout Ll du stator corres-2ondant à ladite couronne dépassait l'écartement L ; on au-rait été alors obligé, avec les constructions antérieures,d'adopter une couronne de plus petit diamètre pour résoudre le problèmé posé, et donc un rotor dif~érent de celui adopté
pour le ralentisseur monté en porte-à-faux ; au contraire, toutes choses égales par ailleurs, le gain de place rendu possible selon l'invention a permis de conserver la couronne de bobines ci-dessus pour le montage autonome envisagé et donc d'adopter pour celui-ci le même rotor que pour le ralen-tisseur monté en porte-a-faux.
L'adoption de ces rotors dans le montage autonome conduit a quelques modifications de structure qui vont être indiquées en référence aux figures 3 et 4.
Si l'on désigne par 13 le tourillon ou moyeu central d'un ralentisseur autonome, c'est-à-dire la portion, de l'ar-bre de transmission A du véhicule,qui est montée rotative par l'intermédiaire de roulements 14 dans le manchon stato-rique 3, les disques rotoriques de ce ralentisseur sont

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généralement montés sur les extrémités de ce tourillon par l'intermédiaire d'une couronne de bras ou ailettes disposée sensiblement dans le meme plan transversal que ladite extre-mité.
Dans les rotors du type en porte-à-faux, comme ~ien connu, les bras ou ailettes 15 reliant les disques 16 aux bague~s de fixation 17 sont inclinés sur les directions radia-les, non seulement dans les plans transversaux comme visible sur la figure 4, mais aussi dans les plans axiaux comme visi-ble ~ue la figure 3.
Chaque bague de fixation 17 présente alors un relative-ment grand diamètre et est située ~ l'intérieur de la cou-ronne de bobines 1 correspondante.
Dans le cas présent, pour monter chaque bague 17 sur l'extrémité correspondante du tourillon 13, on fait appel à
une cloche 18 présentant un sommet annulaire 19 et une gran-de base 20 épanouie radialement.
Le sommet annulaire 19 est solidarisé avec l'extrémite correspondante du tourillon 13, angulairement par coopéra--tion de cannelures longitudinales complémentaires 21, 22 etaxialement par vissage d'un écrou 23, prenant appui contre ledit sommet, sur un embout filete 24 terminant le tourillon.
La grande base epanouie 20 forme une bride sur laquelle est fixee la bague 17 par serrage de vis axiales 25 facile-ment accessibles axialement de l'exterieur avec interposi-tion de rondelles de calage 26.
On prévoit en outre dans le stator, à l'extérieur du manchon 3, des "auges" annulaires 27 suffisamment larges pour recevoir avec jeu les ensembles formes chacun par une grande base 20 de cloche et les elements supportes par celle-ci.
Il est à noter que ce type de montage facilite le ré-glage des entrefers par modification des épaisseurs des cales 26, vu la bonne accessibilité des vis 25.
Dans le mode de réalisation préfér~ illustré, le ralen-tisseur est symetrique par rapport au plan transversal médiande la plaque 2 : il comporte donc deux couronnes identiques - ~Zl~B

de bobines 1 sur respectivement les deux faces de cette plaq~e,les bcbines de ces deux couronnes étant groupées deux à deux autour de noyaux communs traversant axialement la plaque, et deux en-sembles rotoriques comprenant chacun un disque 16, une cou-ronne d'ailettes 15 et une bague de fixation 17.
L'ensemble de la plaque 2 et des nervures 7 à 12 fai-sant~saillie respectivement sur ses deux faces est de préfé-rence constitué par un seul bloc de métal coulé.
Ce mode de réalisation permet de choisir à volonté pour les pattes 12 des épaisseurs plus élevées que pour le res-tant des nervures, ce qui permet de prévoir horizontalement dans les extrémités de cespattesdes trous filetés 28 pour la réception de vis de fixation On voit encore sur les figures 3 et 4 :
- des épanouissements polaires 29 terminant les bobines 1, en regard desquels défilent les disques 16, les intervalles entre ces épanouissements et ces disques définissant les "entrefers", - un anneau 30 réunissant les extrémités de plus grand diamètre des ailettes 15 de chaque couronne, anneau venu de moulage avec ces ailettes et avec le disque 16 correspondant, - une bride de fixation 31 vissée sur le sommet de cloche 19 à l'aide de vis axiales 32 facilement accessibles de l'ex-térieur, - des trous 33 évidés dans les pans latéraux supérieurs 34, de la plaque 2, extérieurs à la nervure 7 - 12 et servant de trous de levage, - et des plots 35 de connexion électrique ou de mise à la masse montés sur ces pans 34.
L'examen de la figure 4 permet également de noter ce qui suit :
- les tronçons verticaux 7 des nervures de raidissement de la plaque 2 ne sont pas rectilignes, mais o~dulés de fa-çon à épouser les contours des bobines 1 et à mieux déyager le volume de l'auge adjacente, laquelle auge n'est d'ailleurs pas délimitée par des rebords continus sur toute son étendue 11 .
annulaire, - la plaque 2 ne comporte pas de pans lateraux inferieurs exterieurs ~ la nervure 7 - 12.
En suite de quoi, et quel que soit le mode de realisa-tion adopte, on dispose d'un stator de ralentisseur dont laconstitution et les avantages (notamment le relativement faible encombrement transversal, la possibilite qui en résul-te d'uniformiser la construction de certains rotors et la simplification du réglage d'entrefer) resultent suffisamment de ce qui precède.
Comme il va de soi, et comme il resulte d'ailleurs dejà
de ce qui precède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont ete plus specialement envisages ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.

Claims (10)

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué. sont définies comme il suit:

1. Ralentisseur électrique pour freiner l'arbre de transmission d'un véhicule, pour lequel le stator comporte au moins une couronne de bobines en nombre pair dont les axes individuels sont tous parallèles à
celui du ralentisseur, avec les axes des bobines latérales extrêmes superposés par paires dans deux plans verticaux, les noyaux des différentes bobines étant tous portés par une même plaque transversale évidée en son centre de façon à livrer passage à
l'arbre à ralentir et raidie par une nervure faisant saillie sur elle, et pour lequel le rotor comporte au moins un disque annulaire en matériau ferro-magnétique propre à défiler en regard de ladite couronne, à une petite distance de celle-ci, ce disque étant lié audit arbre par l'intermédiaire successivement d'une couronne de bras formant ailettes de ventilation et d'une bague de fixation, caractérisé en ce que la nervure de raidissement de la plaque s'étend selon une courbe fermée présentant deux moitiés symétriques l'une de l'autre par rapport au plan vertical axial du ralentisseur et en ce que chaque moitié de cette courbe comprend, raccordés successivement les uns aux autres, un tronçon horizontal ou sensiblement tel s'étendant au-dessus d'une bobine supérieure, le long du bord supérieur de la plaque, un tronçon incurvé longeant latéralement et extérieurement cette bobine, un tronçon radial oblique s'étendant vers l'axe du ralentisseur entre ladite bobine et la bobine contiguë inférieure, un tronçon globalement vertical intérieur à la couronne de bobines, un tronçon radial oblique s'étendant vers l'extérieur entre deux bobines, un tronçon incurvé
longeant latéralement et extérieurement une bobine inférieure et un tronçon horizontal ou sensiblement tel s'étendant au-dessous de cette dernière bobine inférieure le long du bord inférieur de la plaque.

2. Ralentisseur électrique selon la revendication 1, pour lequel chaque couronne comprend huit bobines identiques écartées régulièrement les unes des autres autour de l'axe du ralentisseur, caractérisé
en ce que les tronçons supérieur et inférieur de la nervure de raidissement sont horizontaux, en ce que ses tronçons incurvés s'étendent chacun selon un arc de 135 degrés et en ce que ses tronçons radiaux obliques sont inclinés de 45 degrés sur l'horizontale.

3. Ralentisseur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les bords verticaux de la plaque sont situés chacun dans un plan vertical tangent à deux bobines latérales superposées.

4. Ralentisseur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nervure de raidissement de la plaque est prolongée vers l'extérieur, à la hauteur de chaque zone de raccordement entre un tronçon incurvé et un tronçon radial oblique, par une patte horizontale s'étendant vers l'extérieur.

5. Ralentisseur électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque patte se termine un peu au-delà du bord vertical de la plaque et est évidée à son extrémité par un trou fileté.

6. Ralentisseur électrique selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la plaque est exempte de pans latéraux débordant au-dessous des pattes horizontales inférieures.

7. Ralentisseur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque tronçon intérieur globalement vertical de la nervure de raidissement est ondulé de façon à épouser les contours des bobines adjacentes.

8. Ralentisseur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque porte deux couronnes de bobines identiques respectivement sur ses deux faces, propres à
coagir respectivement avec deux disques identiques faisant partie du rotor, et en ce que cette plaque est nervurée semblablement sur ses deux faces.

9. Ralentisseur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la plaque et ses nervures sont constituées en un seul bloc de métal coulé.

10. Ralentisseur électrique du type autonome, c'est-à-dire dont le stator est supporté par le châssis du véhicule et dont le rotor, intercalé entre deux accouplements homocinétiques de l'arbre de transmission, est fixé sur au moins une extrémité
axiale d'un tourbillon lui-même monté de façon pivotante à l'intérieur d'un manchon qui délimite l'évidement de la plaque statorique, selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit rotor comprend, pour supporter chaque bague rotorique, une cloche dont la grande base constitue une bride de fixation pour cette bague et dont le sommet annulaire est fixé sur ladite extrémité de tourillon et en ce que le stator comprend une auge annulaire propre à recevoir avec jeu chaque ensemble constitue par une telle bague et par une telle bride.