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Cou
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Tre
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DANS
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CES
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Fixa
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3 kg
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de 500 mm
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de 6 kg
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30 %
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de 5 %
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Polymer
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Rayon
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Molecule
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Tic
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2515442A1
Family ID 2009049
Probable Assignee Labavia
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PERFECTIONNEMENTS AUX ROTORS DES RALENTISSEURS
ELECTROMAGNETIQUES
Abstract
_________________________________________________________________
<P>DANS UN ROTOR INDUIT DE RALENTISSEUR ELECTROMAGNETIQUE COMPRENANT
UN DISQUE 1 RELIE A UNE BAGUE DE FIXATION 2 PAR UNE COURONNE DE BRAS
4, 4 FORMANT AILETTES DE VENTILATION, LES PORTIONS DE PLUS GRAND
DIAMETRE DE CES BRAS FAISANT SAILLIE SUR LE DISQUE ET LEURS CRETES
ETANT REUNIES ENTRE ELLES PAR UNE JOUE ANNULAIRE 5 PARALLELE AU
DISQUE, L'ENSEMBLE DU DISQUE, DU MOYEU, DES BRAS ET DE LA JOUE FORMANT
UN SEUL BLOC MOULE, LE RAPPORT ENTRE LE DIAMETRE EXTERIEUR D DU DISQUE
ET LA DISTANCE AXIALE A ENTRE LES FACES EN REGARD DU DISQUE ET DE LA
JOUE EST COMPRIS ENTRE 16 ET 25.</P>
Description
_________________________________________________________________
i 5442 Perfectionnements aux rotors des ralentisseurs
electromagnetiques.
L'invention est relative aux rotors induits des
ralentisseurs electromagnetiques, notamment pour vehi-
cules, rotorscomprenant au moins un disque en matiere
ferromagnetique propre a defiler en regard d'une cou-
ronne statorique de poles electromagnetiques alterna- tivement
positifs et negatifs dont il n'est separe que
par un entrefer, ce disque etant alors freine et echauf-
fe du fait de la creation de courants de Foucault dans
sa masse.
Elle vise plus particulierement, parmi ces rotors, ceux dont le disque
est relie a une bague de fixation
par une couronne de bras, de preference coudes et incur-
vesformant ailettes de ventilation, les portions de plus grand
diametre de ces bras faisant saillie sur la face du disque opposee a
l'entrefer et les cretes de ces portions
etant reunies entre elles par une joue annulaire paral-
lele au disque, l'ensemble du disque, du moyeu, des
bras et de la joue formant un seul bloc moule.
Si l'on appelle D le diametre exterieur du dis-
que et a la distance axiale entre les faces en regard
du disque et de la joue, le rapport D/a est generale-
ment compris, dans les realisations connues, entre 10
et 16.
Il resulte de la relative petitesse de ce rap-
port que, pour un diametre exterieur D donne du disque, la joue est
relativement eloignee de ce disque, ce qui definit entre ces deux
elements un volume relativement important pour l'air de ventilation
et, partant, une
consommation d'energie relativement elevee pour l'en-
trainement mecanique du rotor.
L'invention a pour but, surtout, de reduire cette consommation
d'energie mecanique pour une valeur donnee
de la puissance calorifique susceptible d'etre dissi-
pee par le rotor lors du fonctionnement du ralentis-
seur, et accessoirement d'alleger ledit rotor.
A cet effet les rotors du genre en question selon l'invention sont
essentiellement caracterises en ce que le rapport D/a est compris dans
ceux-ci entre
16 et 25, etant de preference compris entre 19 et 23.
Dans des modes de realisation preferes, on a
recours en outre a l'une et/ou a l'autre des disposi-
tions suivantes la joue annulaire recouvre au moins la totalite des
portions, des bras-ailettes, qui font axialement saillie sur le
disque, le diametre interieur de cette joue etant au maximum superieur
au diametre interieur du disque d'une longueur egale a 5 % de la
largeur radiale de la joue,
dans un rotor selon l'alinea precedent, le diame-
tre interieur de la joue annulaire est inferieur au diametre interieur
du disque, les canaux de ventilation qui sont formes entre
le disque et la joue sont relativement longs radiale-
ment et etroits axialement, le rapport entre la lar-
geur radiale de la joue et la distance axiale separant
cette joue du disque etant superieur a 3 et de prefe-
rence compris entre 3,5 et 6, la largeur radiale de la joue est
relativement grande, le rapport entre cette largeur et le rayon
interieur de cette joue etant superieur a 0,5, de preference
compris entre 0, 65 et 1,1.
*L'invention comprend, mises a part ces disposi-
tions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de
preference en meme temps et dont il
sera plus explicitement question ci-apres.
Dans ce qui suit, l'on va decrire des modes de realisation preferes de
l'invention en se referant au dessin ci-annexe d'une maniere bien
entendu non limitative. La figure 1, de ce dessin, montre dans un but
comparatif un rotor connu de ralentisseur electromagne-
tic en demi-coupe axiale.
La figure 2 montre, egalement en demi-coupe axiale, un tel rotor
etabli selon l'invention. La figure 3 montre, encore en demi-coupe
axiale, une variante egalement conforme a l'invention d'un tel rotor.
Le mot "rotor" est utilise dans le present texte io pour designer plus
precisement chacune des pieces ferromagnetiques moulees, de l'ensemble
rotorique d'un ralentisseur electromagnetique ou "a courants de
Foucault", qui comporte un disque induit.
Comme on le sait, un tel disque est solidarise
avec l'arbre a ralentir, tel que l'arbre de transmis-
sion d'un vehicule, et il est monte de facon a pouvoir
defiler devant le stator du ralentisseur, ou plus pre-
cisement devant une couronne de poles inducteurs alter-
nativement positifs et negatifs faisant partie de ce stator, avec
interposition d'un entrefer, le disque en question etant alors le
siege de courants de Foucault qui se traduisent par un freinage et un
echauffement
de ce disque.
L'ensemble rotorique en question comprend un autre element, tel qu'un
manchon, moyeu ou plateau
central, fixe lui-meme par boulonnage ou de toute au-
tre facon desirable sur l'arbre a ralentir, le "rotor"
ici considere etant de son cote fixe sur ledit element.
D'une facon connue en soi, le rotor en question est forme par une
piece monobloc moulee en un materiau ferromagnetique tel qu'un acier
mi-dur ou faiblement allie, comprenant: un disque induit 1, une bague
de fixation 2 de diametre moyen inferieur au diametre interieur du
disque, percee d'alesagesaxiaux 3, filetes ou non, destines a recevoir
les boulons de fixation, une couronne d'ailettes de ventilation 4
faisant
saillie sur la face,du disque 1, opposee a sa face des-
tinee a delimiter l'entrefer, certaines au moins de ces ailettes
(notamment une sur deux ou une sur trois) etant
prolongees vers l'axe 4 e facon a former des bras 41 re-
liant le disque a la bague 2,
et une jante ou joue annulaire 5 s'etendant paralle-
lement au disque et reliant les cretes des portions de plus grand
diametre des ailettes 4 de facon a former entre ces ailettes, le
disque et la joue des canaux de guidage
6 pour l'air de ventilation.
Les ailettes 4 et les bras 41 qui les prolon-
gent eventuellement sont de preference incurves vers l'arriere par
rapport au sens de rotation du rotor, si l'on considere les rayons
croissants, ainsi qu'il a ete
decrit dans le brevet FR N O l 180 373.
En outre, les bras 41 sont de preference axia-
lement coudes, comme dans les modes de realisation illus-
tres, de facon a "rentrer" axialement la bague 2 vers l'interieur du
stator et a reduire ainsi l'encombrement
axial de la portion centrale du rotor.
Mais lesdits bras 4 pourraient egalement etre "droits" en ce sens que
leurs lignes moyennes demeurent
sensiblement contenues dans un meme plan transversal.
Le nombre des bras 41 de chaque rotor est avantageusement egal a huit
et le nombre total de ses
ailettes 4, a seize.
La figure 1 illustre un mode de realisation
connu d'un rotor tel que decrit ci-dessus.
Si on appelle D le diametre exterieur de ce rotor, c'est-a-dire le
diametre exterieur de son disque 1, et a la distance axiale moyenne
entre les deux faces en regard de ce disque et de la joue 5, le
rapport D/a entre ces deux diametres est, dans les realisations
connues, relativement petit, etant generalement compris
entre 10 et 16.
En d'autres termes, la dimension a est relati-
vement importante pour une valeur donnee du diametre D.
Le volume disponible pour l'air de ventila-
tion est donc relativement important.
Il en resulte certes que l'evacuation des ca-
lories engendrees dans le disque 1 lors du fonctionne-
ment du ralentisseur est relativement efficace, mais
aussi que l'energie necessaire a l'entrainement mecani-
que du rotor, fonctionnant "en ventilateur", est relati-
vement elevee.
Cette valeur relativement elevee ne serait guere un inconvenient si
l'energie en question ne devait
etre depensee que lors des mises en service du ralen-
tisseur. Mais ce n'est pas le cas lorsque le rotor doit etre entraine
meme a froid, c'est-a-dire en dehors des periodes d'excitation du
ralentisseur, ainsi qu'il est
usuel pour les ralentisseurs de vehicules.
L'invention se propose de reduire cette ener-
gie mecanique necessaire pour entrainer le rotor tout en conservant a
la ventilation une capacite suffisante pour dissiper les calories
engendrees dans le disque
lors des mises en service du ralentisseur.
On sait en effet que le couple maximum de de-
celeration susceptible d'etre engendre par un ralentis-
seur electromagnetique en regime permanent est direc-
tement lie a cette capacite de dissipation.
A cet effet, selon l'invention, on reduit la dimension a, toutes
choses egales par ailleurs, en donnant au rapport D/a une valeur
superieure a 16, cette valeur etant generalement comprise entre 16 et
25, et de preference entre 19 et 23.
En d'autres termes, on peut dire que la valeur preferee pour le
rapport en question est de l'ordre de 21 a + 10 % pres, alors qu'il
etait inferieur a 16
dans les realisations anterieurement connues.
C'est une telle valeur qui a ete adoptee pour chacun des deux rotors
visibles sur les figures 2 et 3, lesquelles different essentiellement
par le diametre relatif de la bague de fixation 2: ce diametre est
plus grand dans le cas de la figure 3 que dans celui de la figure 2,
le rotor de cette figure 3 etant plus particulierement destine a
equiper un ralentisseur du genre de ceux, designes sous la marque
FOCAL, montesen porte-a-faux sur la sortie d'une boite de vitesses ou
sur
l'entree d'un pont de vehicule.
La reduction ainsi apportee a la dimension a
presente plusieurs consequences.
En particulier, il en resulte une reduction globale de la section
droite offerte au courant d'air de ventilation V a la sortie des
canaux 6: il convient donc de reduire dans la meme proportion la
section droite offerte audit courant d'air V a l'entree desdits
canaux. A cet effet, l'on elargit radialement la joue 5 en reduisant
son diametre interieur, toutes choses
egales par ailleurs.
En d'autres termes, au lieu que cette joue soit
constituee par une rondelle relativement etroite cou-
vrant seulement la peripherie des portions, des ailettes, faisant
axialement saillie sur le disque 1, on cons- titue ladite joue par une
rondelle relativement large s'etendant radialement sur au moins la
plus grande partie de l'etendue radiale du disque lui-meme (figure 2)
et pouvant meme deborder largement au-dela de cette
etendue vers l'axe commun (figure 3).
Dans le cas de la joue la plus etroite (figure 2), son rayon interieur
n'est superieur que de quelques millimetres a celui du disque, la
difference entre ces rayons interieurs correspondant au maximum a 5 %
de la largeur radiale de ce disque: a titre de comparaison, dans les
realisations connues, la largeur radiale de la portion interieure, du
disque, "decouverte" par la
joue etait generalement superieure au quart de la lar-
geur radiale de ce disque.
Dans leur zone de raccordement au bord interieur de la joue 5, les
bras 4 peuvent presenter une crete affleurant a la surface externe
plane et transversale de cette joue de facon a prolonger
interieurement cette surface, comme visible sur la figure 2, ou
peuvent etre totalement recouverts par ladite
joue, comme visible sur la figure 3.
D'une facon generale-, on peut dire que le rap-
port entre la largeur radiale b de la joue 5 et le rayon interieur r
de cette joue, rapport qui definit la largeur relative de la rondelle,
etait inferieur a 0,5 dans les realisations connues et devient ici
superieur a 0,6, etant de preference compris entre 0,65
et 1,1.
De meme, le rapport entre ladite largeur b et la distance axiale a
entre la joue et le disque, rapport qui definit l'allongement et
l'etroitesse des canaux 6, etait inferieur a 2 dans les realisations
connues et devient ici superieur a 3, etant de preference compris
entre 3,5 et 6.
L'augmentation de la largeur radiale b de la
joue 5 presente elle-meme l'avantage d'augmenter la su-
perficie, des faces interne et externe de cette joue, qui est exposee
a l'air ambiant et donc la capacite de
dissipation calorifique de cette joue par convection.
Comme en meme temps ladite joue est plus proche
du disque que dans les realisations connues, elle re-
coit plus de calories de celui-ci.
Il resulte de l'ensemble de ces deux raisons que la joue 5 participe
plus a la dissipation calorifi-
que que dans les realisations connues.
On peut observer en outre que, malgre l'augmen-
tation de la largeur radiale b de la joue, le poids
global du rotor est fortement reduit du fait du raccour-
cissement axial des a Jiettes de ventilation: cet alle-
gement atteint 3 kg pour chaque rotor dont le diametre exterieur est
de l'ordre de 500 mm, ce qui correspond a un allegement de 6 kg dans
le cas d'un ralentisseur
presentant deux tels rotors symetriques.
L'experience montre que, d'une facon surprenante,
l'adoption des valeurs dimensionnelles ci-dessus men-
tionnees entraine une reduction sensible pouvant
atteindre et meme largement depasser 30 % sur l'ener-
gie mecanique necessaire a l'entrainement du rotor et-
que cette reduction n'est pas obtenue au detriment de la capacite de
dissipation calorifique de ce rotor, cette capacite etant pratiquement
conservee a moins
de 5 % pres.
Il est a noter que les valeurs dimensionnelles
proposees selon l'invention definissent des gammes tota-
lement exterieures aux valeurs correspondantes des
realisations connues.
Ces gammes sont limitees, dans leurs zones les plus eloignees des
valeurs connues, par la necessite de
conserver une capacite de dissipation calorifique suf-
fisante du rotor.
Il n'est en effet pas question ici de reduire l'energie necessaire a
l'entrainement du rotor a une valeur telle qu'elle compromette ladite
capacite: le
choix des gammes dimensionnelles selon l'invention re-
presente le compromis optimum permettant de reduire au maximum le
premier facteur (energie d'entrainement) sans reduire de facon
appreciable le second facteur
(capacite de dissipation).
En suite de quoi, et quel que soit le mode de realisation adopte, on
obtient finalement un rotor de ralentisseur dont la-constitution et
les avantages
(reduction de l'energie mecanique d'entrainement, alle-
gement, raccourcissement axial global) resultent suf-
fisamment de ce qui precede.
Comme il va de soi, et comme il resulte d'ail-
leurs deja de ce qui precede, l'invention ne se limite
nullement a ceux de ses modes d'application et de reali-
sation qui ont ete plus specialement envisages; elle
en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
-410
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Rotor induit de ralentisseur electromagneti- que, comprenant un
disque ( 1) relie a une bague de fixa- tion (
2) par une couronne de bras ( 4,41) formant ailet- tes de ventilation,
les portions de plus grand diametre de ces bras faisant saillie sur le
disque et leurs cre- tes etant reunies entre ellespar une joue
annulaire ( 5) parallele au disque, l'ensemble du disque, du moyeu,
des bras et de la joue formant un seul bloc moule, caracte- rise en ce
que le rapport entre le diametre exterieur (D) du disque et la
distance axiale (a) entre les faces en regard du disque et de la joue
est compris entre 16 et 25. 2 Rotor selon la revendication 1,
caracterise en ce que le rapport D/a est compris entre 19 et 23.
3 Rotor selon l'une quelconque des precedentes revendications,
caracterise en ce que la joue annulaire ( 5) recouvre au moins la
quasi totalite des portions, des bras-ailettes (
4), qui font axialement saillie sur le disque ( 2), le diametre
interieur de cette joue etant au maximum superieur au diametre
interieur du disque d'une longueur egale a
5 % de la largeur radiale de la joue. 4 Rotor selon la revendication
3, caracterise en ce que le diametre interieur de la joue annulaire (
5) est inferieur au diametre interieur du disque ( 1). Rotor selon
l'une quelconque des precedentes revendications, caracterise en ce que
les canaux de ventilation (
6) qui sont formes entre le disque ( 1) et la joue ( 5) sont
relativement longs radialement et etroits axialement, le rapport entre
la largeur radiale de la joue et la distance axiale separant cette
joue du disque etant superieur a 3. 6 Rotor selon la revendication 5,
caracterise en ce que le rapport entre la largeur radiale de la joue (
5) et la distance axiale separant cette joue du disque ( 1) est
compris entre 3,5 et 6.
7 Rotor selon l'une quelconque des precedentes revendications,
caracterise en ce que la largeur radia- le de la joue ( 5) est
relativement grande, le rapport entre cette largeur et le rayon
interieur de cette joue etant superieur a 0,5.
8 Rotor selon la revendication 7, caracterise en ce que le rapport
entre la largeur radiale de la joue ( 5) et le rayon interieur de
cette joue est compris entre 0,65 et 1,1.
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