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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.
,,,~
` ~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.
4~
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.
` ~z~z~
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
2~ B
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
4Z8
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.
