FR2577357A1 - IMPROVEMENTS ON ELECTRIC RETARDERS - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un ralentisseur électrique pour véhicule dont le stator 1, essentiellement constitué par un flasque annulaire 2 portant une couronne de bobines 3 quasi jointives, est monté en porte à faux sur le carter du pont ou de la boîte de ce véhicule et dont le rotor comporte deux disques en matériau magnétique encadrant le stator et montés eux-mêmes en porte à faux, par l'intermédiaire notamment de bras 10 formant ailettes de ventilation, sur un bout d'arbre sortant du carter. Le nombre des bobines est porté de huit à dix ou douze, ce qui permet d'augmenter, toutes choses égales par ailleurs, le diamètre D de l'ouverture évidée dans le flasque et donc celui de l'arbre de transmission. (CF DESSIN DANS BOPI)The invention relates to an electric retarder for a vehicle, the stator 1, essentially consisting of an annular flange 2 carrying a ring of almost contiguous coils 3, is mounted cantilever on the axle housing or the gearbox of this vehicle and of which the rotor comprises two discs of magnetic material flanking the stator and themselves mounted cantilevered, in particular by means of arms 10 forming ventilation fins, on a shaft end extending from the housing. The number of coils is increased from eight to ten or twelve, which makes it possible to increase, all other things being equal, the diameter D of the opening recessed in the flange and therefore that of the transmission shaft. (CF DRAWING IN BOPI)
Description
Perfectionnements aux ralentisseurs électriques.Improvements to electric speed bumps.
L'invention est relative aux ralentisseurs électri- The invention relates to electric retarders
ques à "courants de Foucault".to "eddy currents".
Elle concerne plus particulièrement ceux, de ces ra- It concerns more particularly those of these
lentisseurs, qui sont montés directement sur un carter d'engrenages d'une transmission de véhicule automobile, tel sliders, which are mounted directly on a gear case of a motor vehicle transmission, such as
que le carter du pont ou de la boîte de vitesses de ce vé- the crankcase of the bridge or gearbox of that vehicle
hicule et qui comprennent un stator inducteur annulaire monté en porte-àfaux sur le carter considéré à l'aide d'une ossature en forme de cloche ajourée, et un rotor comportant and which comprise an annular inductor stator mounted in the casing on the casing considered using a perforated bell-shaped frame, and a rotor comprising
deux disques induits en matériau ferromagnétique qui enca- two induced discs of ferromagnetic material which encapsulate
drent le stator et sont tous les deux supportés par un plateau central lui-même monté en porte-à-faux sur un bout d'arbre sortant du carter, chaque disque étant solidarisé, par l'intermédiaire d'une couronne de bras formant ailettes de ventilation, avec une bague de support fixée sur ledit plateau, et ce plateau étant lui-même accouplé à la bride terminale d'un joint de cardan du côté axial opposé à celui the stator and are both supported by a central plate itself mounted cantilever on a shaft end coming out of the housing, each disk being secured, via a ring of arms forming fins ventilation plate, with a support ring fixed on said plate, and this plate itself being coupled to the end flange of a universal joint on the opposite axial side to that
o se trouve le bout d'arbre.o is the end of the tree.
Elle concerne plus particulièrement encore, parmi les It concerns more particularly, among the
ralentisseurs considérés, ceux dans lesquels le stator in- retarders considered, those in which the stator
ducteur annulaire est constitué par une couronne de bobines en nombre pair, d'axes parallèles à celui du ralentisseur, ring conductor is constituted by a crown of coils in even number, axes parallel to that of the retarder,
portées par un flasque transversal de forme générale annu- carried by a transverse flange of generally annular
laire, chaque bobine comportant un noyau cylindrique de each coil having a cylindrical core of
révolution en matériau magnétique qui traverse ledit flas- revolution in magnetic material which passes through said flange
que et un enroulement de fil électrique qui entoure ce noyau, ces différentes bobines définissant une couronne de that and a winding of electrical wire which surrounds this core, these different coils defining a ring of
pôles magnétiques de polarités alternées de proche en pro- magnetic poles of alternating polarity from close to
che en regard de chaque disque induit, et les différentes bobines n'étant séparées latéralement les unes des autres que du faible jeu nécessaire pour éviter les coincements next to each induced disk, and the different coils being separated laterally from each other only the small clearance necessary to avoid jamming
au montage et pour permettre une ventilation minimum. to assembly and to allow a minimum ventilation.
On connaît l'intérêt que présentent les ralentisseurs de ce type, notamment en ce que leur montage sur le carter et sur le bout d'arbre considérés n'allonge que de très peu la distance axiale entre ces éléments et le joint de cardan The retarders of this type are of interest because their mounting on the housing and on the end of the shaft in question extends only very little the axial distance between these elements and the universal joint.
considéré et en ce qu'ils engendrent des couples de ralen- considered and in that they engender couples of slow
tissement relativement élevés pour une masse et un encom- relatively high levels of mass and
brement donnés.given.
Dans les modes de réalisation connus de ces ralentis- In the known embodiments of these slowdowns,
seurs, le nombre des bobines inductrices est égal à huit. the number of inductive coils is eight.
Si l'on appelle:If we call:
- A le diamètre du cercle extérieur circonscrit aux diffé- - the diameter of the outer circle circumscribed
rentes bobines, diamètre qui est en général sensiblement égal à la largeur hors tout du ralentisseur, rentes reels, which diameter is generally substantially equal to the overall width of the retarder,
- B le diamètre du cercle intérieur inscrit dans les bobi- - B the diameter of the inner circle inscribed in the bobbins
nes, diamètre qui est en général sensiblement égal au nes, which is generally approximately equal to
diamètre du trou central évidé dans le flasque statori- diameter of the central hole hollowed out in the stator flange
que, - et R le rapport A/B, ce rapport R est supérieur à 2 et généralement de l'ordre de 2,15 à 2,20 pour les ralentisseurs du genre considéré that, - and R ratio A / B, this ratio R is greater than 2 and generally of the order of 2.15 to 2.20 for retarders of the kind considered
dans lesquels le nombre des bobines est égal à huit. in which the number of coils is equal to eight.
Dans ces conditions, si la "largeur" ou dimension horizontale transversale de l'espace disponible pour le ralentisseur sur le véhicule, largeur délimitée par exemple par les deux longerons du châssis du véhicule, est égale à Under these conditions, if the "width" or transverse horizontal dimension of the space available for the retarder on the vehicle, width delimited for example by the two longitudinal members of the vehicle chassis, is equal to
A, on ne peut pas loger à l'intérieur du stator de ce ra- A, we can not fit inside the stator of this
lentisseur un rotor dont l'ensemble bagues-plateau central a rotor with a set of rings-central plate
présenterait un diamètre extérieur C supérieur à A/2. have an outside diameter C greater than A / 2.
Or ce diamètre C est directement lié à celui de l'ar- This diameter C is directly linked to that of the
bre de transmission du véhicule et donc aux couples moteurs et décélérateurs susceptibles d'être transmis par cet arbre transmission torque of the vehicle and therefore to the driving and decelerating torques that may be transmitted by this shaft
entre le moteur et les roues du véhicule. between the engine and the wheels of the vehicle.
L'invention a pour but, surtout, d'accroître les dia- The purpose of the invention is, above all, to increase the di-
mètres des éléments rotoriques considérés, ainsi donc que les couples transmissibles par ces éléments,pour une largeur of the rotor elements considered, and thus the couples that can be transmitted by these elements, for a width
hors tout donnée du ralentisseur.off any data from the retarder.
A cet effet, l'on donne une valeur supérieure à huit, et de préférence égale à dix, au nombre pair des bobines des ralentisseurs du genre considéré, c'est-à-dire pour lesquels en particulier les bobines sont presque jointives latéralement et le diamètre du trou central évidé dans le For this purpose, a value greater than eight, and preferably equal to ten, is given to the even number of coils of the retarders of the kind in question, that is to say for which in particular the coils are almost contiguous laterally and the diameter of the central hole hollowed out in the
flasque statorique est au moins égal à celui du cercle ins- stator flange is at least equal to that of the circle
crit dans les bobines.written in the reels.
Dans ces conditions, le rapport R ci-dessus est in- In these circumstances, the ratio R above is
férieur à 2 et en général de l'ordre de 1,85. less than 2 and in general of the order of 1.85.
Dans des modes de réalisation préférés, on a recours In preferred embodiments, recourse is made to
en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivan- in addition to one and / or the other of the following
tes - les bobines étant réparties régulièrement autour de l'axe du ralentisseur, la couronne formée par ces bobines est délimitée latéralement de chaque côté dudit axe par deux Since the coils are distributed regularly around the axis of the retarder, the ring formed by these coils is delimited laterally on each side of said axis by two
bobines superposées verticalement et le flasque statori- vertically stacked coils and the stator flange
que est délimité latéralement par deux côtés verticaux sensiblement tangents auxdites bobines deux à deux, - dans un ralentisseur selon l'alinéa précédent, le flasque statorique présente un contour extérieur hexagonal à that is delimited laterally by two vertical sides substantially tangent to said coils two by two, - in a retarder according to the previous paragraph, the stator flange has a hexagonal outer contour to
coins arrondis, contour comportant, en plus des deux cô- rounded corners, including, in addition to the two sides,
tés verticaux ci-dessus définis, quatre côtés obliques sensiblement tangents chacun à une bobine extrême haute ou basse de la couronne et à une bobine contiguë à cette vertical tees defined above, four oblique sides substantially tangent each to an extreme high or low coil of the ring and to a coil contiguous thereto
bobine extrême.extreme coil.
L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent The invention comprises, apart from these main provisions, certain other provisions which are used
de préférence en même temps et dont il sera plus explici- preferably at the same time and of which he will be more
tement question ci-après.question below.
Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisa- In what follows, we will describe a mode of
tion préféré de l'invention en se référant au dessin ci- preferred embodiment of the invention with reference to the drawing
annexé d'une manière bien entendu non limitative. attached in a way of course not limiting.
La figure 1, de ce dessin, montre en bout une portion Figure 1 of this drawing shows a portion
d'un ralentisseur électrique connu. a known electric retarder.
La figure 2 montre semblablement une portion d'un ra- Figure 2 similarly shows a portion of a
lentisseur électrique établi selon l'invention. electrical slinger established according to the invention.
La figure 3 est une coupe axiale de cette dernière FIG. 3 is an axial section of the latter
portion selon III-III, figure 2.serving according to III-III, figure 2.
Dans tous les cas, on monte en porte-à-faux sur la sortie d'un carter de pont ou de boite de vitesses d'un véhicule automobile un ralentisseur à courants de Foucault d'axe X horizontal ou sensiblement horizontal comportant: - un stator inducteur 1 comprenant un flasque de forme sensiblement annulaire 2 qui porte une couronne de bobines 3 en nombre pair 2n agencées de façon à former par leurs extrémités deux suites annulaires de pôles magnétiques plans à polarités alternées de proche en proche, - et un rotor induit comprenant deux disques 4 en matériau ferromagnétique propres à encadrer axialement le stator et à défiler chacun en regard d'une suite de pôles de ce In all cases, the overhang of a crankcase or gearbox of a motor vehicle is mounted cantilevered with an eddy-current retarder of horizontal or substantially horizontal X-axis comprising: an inductor stator 1 comprising a flange of substantially annular shape 2 which carries a corona of coils 3 in an even number 2n arranged so as to form at their ends two annular suites of plane magnetic poles with alternating alternating polarities, - and an induced rotor comprising two discs 4 of ferromagnetic material adapted to axially frame the stator and to scroll each opposite a series of poles of this
- stator dont ils sont séparés par un faible jeu ou entre- - stator they are separated by a weak game or between-
fer.iron.
Le flasque 2 est porté par le carter par l'intermé- The flange 2 is carried by the casing through
diaire d'une structure en forme de cloche ajourée (non représentée). diaire of a perforated bell-shaped structure (not shown).
Il est lui-même percé en son centre par un trou cir- It is itself pierced at its center by a circumferential hole
culaire 5 de relativement grand diamètre D et en sa péri- 5 of relatively large diameter D and in its
phérie par 2n trous plus petits propres à recevoir jointi- 2 smaller holes suitable for receiving
vement chacun un noyau 6 qui constitue une bobine 3 avec each one a core 6 which constitutes a coil 3 with
un enroulement de fil électrique 7 entourant ce noyau. a winding of electric wire 7 surrounding this core.
Les noyaux 6 sont avantageusement terminés par des épanouissements polaires 8 rapportés sur leurs extrémités The cores 6 are advantageously terminated by polar extensions 8 reported on their ends
axiales et définissant les pôles magnétiques ci-dessus. axial and defining the magnetic poles above.
Les différentes bobines 3 sont dimensionnées et mon- The different coils 3 are dimensioned and
tées de façon telle qu'elles soient écartées latéralement les unes des autres d'intervalles étroits i, la largeur de such that they are spaced laterally apart from each other by narrow intervals i, the width of
ces intervalles étant de quelques millimètres et générale- these intervals being a few millimeters and generally
ment comprise entre 2 et 5 mm, de façon d'une part à éviter les risques de coincement mutuel de ces bobines lors de between 2 and 5 mm, in order firstly to avoid the risks of mutual jamming of these coils during
leur montage et d'autre part à rendre possible une ventila- their assembly and, secondly, to make possible a ventilation
tion minimum entre ces bobines.between these coils.
Le diamètre A du cercle extérieur circonscrit aux bobines 3 est sensiblement égal à la largeur hors tout L The diameter A of the outer circle circumscribed to the coils 3 is substantially equal to the overall width L
du ralentisseur, largeur qui est celle du flasque 2, flas- of the retarder, which width is that of the flange 2,
que lui-même généralement délimité sur son pourtour par un that he himself generally bounded on his perimeter by a
rebord rabattu de renforcement et de protection 12. folded edge of reinforcement and protection 12.
Quant au diamètre B du cercle inscrit à l'intérieur des bobines, il est sensiblement égal au diamètre D du trou 5, étant généralement un peu inférieur à ce diamètre D. Chacun des deux disques 4 est relié à une bague 9 par une couronne de bras 10 formant ailettes de ventilation (bras dont un seul a été représenté sur les figures 1 et 2 As for the diameter B of the circle inscribed inside the coils, it is substantially equal to the diameter D of the hole 5, being generally a little smaller than this diameter D. Each of the two discs 4 is connected to a ring 9 by a ring of arm 10 forming ventilation fins (arms of which only one has been shown in FIGS. 1 and 2
pour simplifier le dessin) et les deux bagues 9 sont bou- to simplify the drawing) and the two rings 9 are
lonnées sur la périphérie d'un plateau central 11 lui-même on the periphery of a central plateau 11 itself
solidarisé avec le bout d'arbre sortant du carter (non re- secured to the shaft end coming out of the housing (not re-
présenté). Bien entendu, le diamètre extérieur C de la portion present). Of course, the outside diameter C of the portion
rotorique composée par les bagues 9 et par le plateau cen- rotor consisting of the rings 9 and the central plate
tral 11 doit toujours être inférieur au diamètre B du tral 11 must always be smaller than the diameter B of
cercle inscrit à l'intérieur des bobines. circle inscribed inside the coils.
Dans les modes de réalisation connus, le nombre des In the known embodiments, the number of
bobines 3 est égal à huit (figure 1). coils 3 is equal to eight (Figure 1).
Le rapport R entre les diamètres A et B est alors relativement élevé, savoir supérieur à 2, ce rapport étant The ratio R between the diameters A and B is then relatively high, namely greater than 2, this ratio being
généralement compris entre 2,15 et 2,20. generally between 2.15 and 2.20.
La conséquence pratique de cet état de fait est qu'il n'est pas possible d'adopter pour le diamètre C une valeur The practical consequence of this state of affairs is that it is not possible to adopt for the diameter C a value
supérieure à L/2.greater than L / 2.
Comme le diamètre E de l'arbre de transmission du véhicule et la valeur des couples transmissibles par cet arbre sont directement liés à ce diamètre C, on se heurte As the diameter E of the drive shaft of the vehicle and the value of the couples transmissible by this shaft are directly related to this diameter C, we come up against
là à une limite qui se révèle gênante dans certaines cons- there is a limit which proves troublesome in certain
tructions pour lesquelles la dimension L est rigoureusement limitée, par exemple en raison de l'écartement qui existe for which the dimension L is strictly limited, for example because of the distance which exists
entre les deux longerons du châssis du véhicule si le ra- between the two longitudinal members of the vehicle chassis if the
lentisseur doit être logé entre ces longerons. slider must be housed between these side members.
Pour écarter cet inconvénient, selon l'invention, on donne au nombre pair des bobines 3 une valeur supérieure To overcome this drawback, according to the invention, the even number of coils 3 is given a higher value.
à huit.at eight.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, ce nombre est égal à dix, ce qui correspond à la formation d'une couronne de dix pôles magnétiques en regard In the embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3, this number is equal to ten, which corresponds to the formation of a ring of ten magnetic poles facing each other.
de chaque disque rotorique 4.of each rotor disc 4.
L'expérience montre que, dans ces conditions, d'une façon surprenante, il est possible d'obtenir, pour une largeur transversale donnée et une longueur axiale donnée du ralentisseur, des couples de freinage au moins aussi Experience shows that, under these conditions, in a surprising way, it is possible to obtain, for a given transverse width and a given axial length of the retarder, braking torques at least as
élevés qu'avec la réalisation à huit bobines, tout en aug- higher than with the eight coil design, while increasing
mentant sensiblement les diamètres B et D, et donc le dia- substantially the diameters B and D, and thus the di-
mètre C. C'est ainsi que dans un ralentisseur à dix bobines conforme à ce qui précède, le rapport R devient inférieur C. Thus, in a retarder with ten coils according to the above, the ratio R becomes lower
à 2, étant de l'ordre de 1,85: en d'autres termes le dia- at 2, being of the order of 1.85: in other words the dia-
mètre C - qui est extrêmement voisin des diamètres B et D- meter C - which is extremely close to the B and D diameters
peut désormais atteindre une valeur supérieure à L/2, tou- can now reach a value greater than L / 2, always
tes choses égales par ailleurs.your things are equal elsewhere.
Pour réduire le plus possible la largeur hors tout L du ralentisseur, on dispose avantageusement les bobines de la couronne - alors réparties régulièrement autour de l'axe X - de façon telle que l'on trouve de chaque côté de cet axe deux telles bobines superposées verticalement, c'est-à-dire symétriques l'une de l'autre par rapport au plan horizontal To reduce as much as possible the overall width L of the retarder, it is advantageous to have the coils of the crown - then regularly distributed about the axis X - so that one finds on each side of this axis two such coils superimposed vertically, that is, symmetrical to each other in relation to the horizontal plane
passant par ledit axe.passing through said axis.
De plus le flasque 2, ou plus précisément son bord rabattu 12, est délimité horizontalement par deux côtés In addition the flange 2, or more precisely its flanged edge 12, is bounded horizontally by two sides
verticaux pratiquement tangents à ces bobines superposées. vertically practically tangent to these superimposed coils.
Le pourtour complet de ce flasque 2 - et donc celui de son bord rabattu 12 - présente avantageusement la forme générale d'un hexagone à coins arrondis, les deux côtés The entire periphery of this flange 2 - and therefore that of its flanged edge 12 - advantageously has the general shape of a hexagon with rounded corners, the two sides
verticaux ci-dessus étant complétés par quatre côtés obli- vertical lines being completed by four mandatory
ques dont chacun est sensiblement tangent, d'une part à une bobine 3 extrême haute ou basse et, d'autre part, à une bobine contiguë à cette bobine extrême, les six côtés étant each of which is substantially tangential, on the one hand to an extreme high or low coil 3 and, on the other hand, to a coil contiguous to this extreme coil, the six sides being
raccordés les uns aux autres par des tronçons arrondis. connected to each other by rounded sections.
On voit encore sur les dessins: - en 13, une jante annulaire venue de moulage avec chaque We still see on the drawings: - in 13, an annular rim coming from molding with each
disque 4 ainsi qu'avec la bague 9 et les bras 10 corres- disc 4 as well as with the ring 9 and the arms 10 corres-
pondants, jante délimitant avec ces bras et ce disque des canaux pour l'air de refroidissement, the rim defining, with these arms and this disc, channels for the cooling air,
- en 14, des alésages évidés dans les bagues 9 pour rece- at 14, recessed bores in the rings 9 for receiving
voir les boulons de fixation, - et en 15, la bride terminale du joint de cardan 16, bride see the fixing bolts, - and at 15, the end flange of the universal joint 16, flange
accouplée par boulonnage au plateau central 11. bolted to the central plate 11.
A titre purement illustratif, on indique que, pour un For illustrative purposes only, it is indicated that for a
ralentisseur susceptible d'engendrer des couples de freina- retarder that can lead to brake torque
ge de 170 m.kg à froid et présentant une largeur hors tout 170 m.kg cold and with an overall width
L de 520 mm, le passage de huit à dix bobines selon l'in- L of 520 mm, the passage of eight to ten coils according to
vention a permis de faire passer le diamètre B de 240 à 280 mm, le rapport R passant ainsi de 2,18 à 1,84 et les the diameter B from 240 to 280 mm, the ratio R thus going from 2.18 to 1.84 and the
diamètres extérieurs des enroulements 7 étant eux-mêmes ré- outer diameters of the windings 7 being themselves
duits de 140 à 120 mm: cette modification a permis d'aug- from 140 to 120 mm: this modification made it possible
menter de 180 à 220 mm le diamètre E de la bride 15, c'est- from 180 to 220 mm the diameter E of the flange 15, that is,
à-dire d'adopter sur un ralentisseur de 170 m.kg un cardan to adopt on a retarder of 170 m.kg a gimbal
habituellement réservé aux ralentisseurs de 250 m.kg. usually reserved for retarders of 250 m.kg.
En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisa- As a result of which, and whatever the mode of
tion adopté, on dispose finalement d'un ralentisseur dont adopted, there is finally a retarder
la constitution résulte suffisamment de ce qui précède. the constitution results sufficiently from the foregoing.
Ce ralentisseur présente de nombreux avantages par rapport à ceux antérieurement connus et, en particulier, les suivants: This retarder has many advantages over those previously known and, in particular, the following:
- il permet d'adopter un arbre de transmission et des car- - it makes it possible to adopt a transmission shaft and car-
dans de plus grand diamètre pour une largeur hors tout donnée du ralentisseur, - sa puissance massique est substantiellement accrue, étant de l'ordre de 10 % lorsqu'on passe de 8 à 10 pôles pour une largeur hors tout donnée, et ce pour une consommation in larger diameter for a given overall width of the retarder, - its mass power is substantially increased, being of the order of 10% when passing from 8 to 10 poles for a given overall width, and for a consumption
électrique globale non augmentée.overall electric not increased.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont It goes without saying, and as it follows already from the foregoing, the invention is not limited to those of its modes of application and of realization which have
été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au con- have been more especially considered; it embraces
traire, toutes les variantes, notamment celle o le nombre milk, all variants, in particular that where the number
pair des bobines serait de douze.pair of coils would be twelve.
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