Frein à courants de Foucault. L'invention est. relative à un frein à cou rants de Foucault dont le rotor, qui tourne entre deux groupes de pièces polaires dispo sées dans des plans perpendiculaires à l'arbre à freiner, est. constitué par deux disques soli daires de l'arbre et écartés l'un de l'autre, des ouvertures ménagées dans ces disques au voi- sina#,
-e de l'arbre permettant à un courant < l'air de traverser radialement l'espace entre les disques. Ce courant d'air a pour but de produire un refroidissement énergique au moins du rotor lui-méme et de préférence éalement de l'arbre, des paliers d'arbre et (les pièces polaires avec leurs bobines. En effet, lorsqu'on alimente en courant lesdites pièces polaires, on engendre, dans le rotor, des courants de Poucault qui freinent le rotor, ce qui est L'effet recherché et qui, en même temps, réchauffent. le rotor, ce qui rend néces saire son refroidissement.
Le frein, selon l'invention, est caractérisé par le fait. que les disques qui constituent le rotor sont munis, à leur périphérie, d'oreilles qui font saillie vers l'espace se trouvant entre ces disques et qui sont fixées les unes aux autres.
Le dessin annexé représente, à titre (['exemple, une forme d'exécution du frein faisant l'objet de l'invention.
La fi-. 1 en est une coupe axiale.
La fig. 2 montre dans sa moitié supérieure la face A de l'un des disques et dans sa moitié inférieure la face B de ce disque. La fig. 3 montre le disque représe la fig. 2, en coupe selon la ligne III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en plan sur une partie de la périphérie du disque représenté par les fig. 2 et 3.
Les fig. 5 et 6 sont des vues analogues aux fig. 2 et. 3, d'une variante de disque.
La fig. 7 montre en élévation la moitié de l'un des ventilateurs fixés sur les plateaux d'accouplement qui sont montés aux extré mités de l'arbre du frein.
Un frein électrique sert à ralentir, par exemple, le mouvement d'un véhicule tel qu'un camion, un car, etc., d'une grue, d'un appareil de sondage minier, etc.
Le frein représenté comprend, d'une part, un inducteur ayant des pièces polaires et., d'autre part, un induit dans lequel sont engendrés, par suite d'un mouvement relatif entre l'inducteur et l'induit, des courants die Foucault ou des courants analogues. L'induit est relié à l'organe à freiner de façon qu'il\ tourne par rapport à l'inducteur qui ne tourne pas. L'indLiit tournant est appelé, dans ce qui suit, le rotor du frein.
L'inducteur comporte deux groupes de pièces polaires 1, munies de bobines et fixées dans une carcasse, de préférence en métal magnétique, constituée par deux flasques 2 se. trouvant de part et d'autre du rotor et sup portant les paliers 3 de l'arbre 4 ,du rotor qui, de cette façon, tourne, lors de la rotation de cet arbre, entre les pièces polaires 1 de l'in ducteur, qui, elles, ne tournent pas, étant donné que la carcasse '' est fixée au châssis du dispositif (camion, etc.) comportant le frein en question.
Lorsque les bobines des pièces polaires sont traversées par un courant électrique, le flux magnétique ainsi obtenu engendre dans le rotor des courants de Foucault ou des cou rants analogues qui provoquent, à la fois, un effet de freinage sur le rotor et le réchauffe ment de ce dernier.
En ce qui concerne le rotor lui-même, il est constitué de deux disques 5a et 5b, solidaires de l'arbre 4 et écartés l'un de l'autre, des ouvertures 6a et 6b, séparées entre elles par des bras 1.4u, 11b, étant ménagées dans ces disques au voisinage de l'arbre 4, afin de per mettre à un courant. d'air de traverser ra dialement l'espace entre les disques. Le nom bre des ouvertures et des bras les séparant est, de préférence, un nombre impair, par exemple égal à cinq.
Afin de les relier entre eux, à la péri phérie du rotor, les disques 5a et 5b sont mu nis, à leur périphérie, d'oreilles 7a, 7b qui font saillie vers l'intérieur, c'est-à-dire vers l'espace se trouvant entre les disques 5a et 5b. La saillie formée par chacune de ces oreilles correspond à la moitié de la distance entre les disques 5a. et 5b, de sorte que les oreilles des deux disques qui se trouvent en face l'une de l'autre se touchent le long de surfaces planes 8a, 8b. On ménage dans ces oreilles des trous à. travers lesquels on fait passer des boulons 9 ou des moyens analogues à l'aide desquels on applique fermement. les oreilles 7a, 7b les unes contre les autres.
En outre, on prolonge les oreilles 7a, 7 b suffisamment vers l'extérieur pour que les bou lons 9, servant à relier les disques entre eux, se trouvent. à une distance radiale, de l'axe de l'arbre, supérieure d'un montant tel au rayon du cylindre géométrique enveloppant les épanouissements l' des pièces polaires que ces boulons se trouvent, pratiquement en dehors du champ magnétique produit pai ces pièces polaires.
De cette faon, les boulons ne se trouvent pas seulement à l'intérieur d*un courant (L'air de refroidissement énergique, mais se trouvent également en dehors des par ties du rotor soumises à un échauffement im portant dû aux courants c1e Foucault.
Enfin, il est encore à. noter que leur lon gueur, grâce à la forme des oreilles susmen- tionnées, est, très réduite, ce qui a pour effet (lue leur dilatation, déjà en principe négli geable en raison de leur disposition en dehors du champ magnétique et (le leur refroidisse ment. intense, ne peut avoir aucun effet pra tique sur le serrage qu'ils produisent, même si leur température augmentait légèrement.
Pour donner aux disques 5a, 5b une grande rigidité, leur face interne comporte des nervures 10a: et 10b qui vont de la péri phérie des disques jusqu'à leur moyeu 5' ou 5'b, la partie voisine du moyeu de ces ner vures s'étendant le loir- des bras 1.1a ou 11b,
de sorte que ceux-ci constituent une espèce de prolongement des nervures entre le moyeu 5'(G ou 5'b et le disque proprement. dit 5a ou 5b.
En outre, la. partie supérieure de ces ner vures continue au-delà de la périphérie du disque correspondant pour former des ailettes 11a, 11b qui débordent la surface extérieure des disques 5a ou 5b et même une partie des pièces polaires et de leurs bobines, ainsi que cela. est représenté par la fig. 1.
Les disques 5a et 5b à l'intérieur desquels sont engendrés des courants de Foucault et (lui sont soumis à. une température relative ment élevée se trouvent raidis par les ner vures et les ailettes et soumis à un refroidisse ment intense par les courants d'air, ils con servent ainsi leur rigidité.
Pour augmenter encore les surfaces de refroidissement ainsi que l'effet ventilateur, on intercale, entre les nervures 10(c et 10b, des nervures 10a' et lob' dont les extrémités inté rieures s'arrêtent au niveau de la périphérie des ouvertures 6a ou 6b, tandis que leurs extrémités extérieures sont prolongées égale ment par des ailettes périphériques débor dantes 71a ou 11b.
On donne aux nervures 10a, 10b, 10a' et 7.0b' des deux disques constituant le rotor à double disque nue longueur axiale et une dis- position telles que ces nervures s'intercalent mutuellement lorsque les deux disques sont montés sur l'arbre -1.
On réunit les ailettes périphériques 11a, 1.1b avec les oreilles 7, de façon que chaque groupe comportant une ailette et une oreille eonstitue un élément an--ulaire, ce qui a pour effet que les ailettes exercent un effet direct (le refroidissement sur ces oreilles.
En ce qui concerne les nervures 10!r, <B><I>lob,</I></B> 10(r.' et l00', elles peuvent être radiales et rec tilignes (voir fig.2 à .1) ou avoir une forme courbe (voir fig. 5 et 6) pour mieux s'adapter à la forme des filets d'air qui, sous l'effet de ventilateur du rotor, traversent l'espace entre les disques 5a, 5b. Dans ce dernier cas,
les ailettes 11a et llb prévues à la périphérie des disques ont une inclinaison correspondant à celle des extrémités des nervures 10a, 10b, l (1(c' et lob'.
Bien entendu, il faut avoir soin de laisser communiquer librement avec l'air extérieur la périphérie du rotor pour que les courants d'air de refroidissement puissent s'échapper librement dans l'air ambiant.
('es courants d'air rentrent dans l'intérieur du frein par exemple par des ouvertures nié- nagées dans les flasques ? au voisinage des paliers 3 ou, selon les dessins, par des ouver- tures 12 prévues à la. périphérie des flasques ?. Dans ce dernier cas, on prévoit des cloisons intermédiaires 13. Par conséquent, L'air s'écoule d'abord dans une direction allant de l'extérieur vers l'intérieur, en refroidissant les bobines des pièces polaires.
Ensuite, cet air subit, au voisinage de l'arbre 4, un changement de direction pour arriver à la partie centrale des disques 5a et 5b du rotor.
Une partie de cet air rentre à cet endroit, en traversant les ouvertures 6c(. et 6b, dans l'espace qui se trouve entre les deux disques et traverse cet espace dans une direction allant de l'intérieur vers l'extérieur, tandis qu'une autre partie de cet air s'écoule en allant également de l'intérieur vers l'exté rieur, le long des surfaces extérieures des disques 5a. et. 5b. La direction générale des courants d'air est indiquée par des flèches clans la.
figA. Les flasques latéraux \? sont munis de rebords ajourés 18, de sorte que chaque flasque avec son rebord forme un genre de coupe, et on relie entre eux les deux flasques qui se trouvent de part et d'autre du rotor par des boulons 19 de longueur relative ment. réduite qui sont fixés au bord 18a des- dits rebords 18 (voir fig.1). Les ouvertures prévues dans chacun des rebords 18 forment deux groupes disposés de part et d'autre d'une couronne l.8b reliée par des bras<B>18e</B> et 18d.
respectivement aux flasques \? et aux bords libres 18a des rebords 18. On utilise la. couronne. 18b pour y fixer le bord extérieur de la cloison 13 correspondante, tandis que le bord intérieur de cette cloison est. fixé au flasque correspondant à l'aide de pièces d'écartement 20 et. de boulons 21.
De cette fa çon, les ouvertures se trouvant entre la cou ronne 7.8b et le flasque ? constituent les ouver tures d'entrée d'air de refroidissement 12, tandis que les ouvertures situées entre la, cou ronne 18b et le bord 18c laissent sortir l'air de refroidissement vers l'extérieur, après que cet air a léché les parties à refroidir du frein.
On munit. les flasques 2 sur leur face exté rieure d'ailettes 22 à contour fermé et concen triques à l'arbre qui, d'une part, augmen tent la. surface de refroidissement de ces flas ques et, d'autre part, favorisent le passage du flux magnétique à. travers ces flasques.
Enfin, on a. encore recours à des ventila teurs 2ô aux extrémités opposées de l'arbre 4, extrémités qui dépassent, vers l'extérieur, les paliers de cet arbre, ces ventilateurs soufflant de l'air sur les paliers 3 et sur les surfaces extérieures des flasques 2.
Dans la. fig. 1, on n'a. représenté qu'un seul ventilateur disposé sur l'une des extré mités de l'arbre 4, suais il est évident que l'autre extrémité doit également porter un tel ventilateur. On monte ces ventilateurs 23 sur les plateaux d'accouplement 24 fixés directe ment sur les extrémités de l'arbre 4.
Ces ventilateurs 23 sont. constitués par une paroi en forme de coupe solidaire d'un moyeu 25 et dans le fond de laquelle sont ménagées les ouvertures d'entrée d'air 26. De plus, à l'intérieur de la paroi 23 sont prévues des nervures 27 jouant le rôle de pales de venti lateur et ayant la. forme angulaire indiquée Dar la,<U>fi-.</U> J., grâce à laquelle elles peuvent, s'étendre axialement sur une partie de la lon gueur des paliers 3.