Frein<B>à</B> courants de Foucault L'invention est relative<B>à</B> un frein<B>à</B> cou rants de Foucault dont le rotor qui tourne en tre deux groupes de pièces polaires disposées dans un plan perpendiculaire<B>à</B> l'arbre<B>à</B> frei ner est constitué par deux disques solidaires de l'arbre et écartés l'un de l'autre, des ouver tures ménagées dans ces disques au voisinage de l'arbre permettant<B>à</B> un courant d'air de tra verser radialernent l'espace entre les disques. Ce courant d'air a pour but de produire un refroidissement énergique au moins du rotor lui-même et de préférence également de l'arbre, des paliers d'arbre et des pièces polaires avec leurs bobines.
En effet, lorsqu'on alimente en courant lesdites pièces polaires on engendre, dans le rotor, des courants de Foucault qui freinent le rotor, ce qui est l'effet recherché et qui, en même temps, réchauffent le rotor ce qui rend nécessaire son refroidissement.
Le frein, objet de l'invention, est caracté risé en ce que les disques sont munis, sur leur face interne (face opposée<B>à</B> celle qui se trouve en regard des pièces polaires), de nervures qui s'étendent de la périphérie de chaque dis que jusqu'à son moyeu, la partie, voisine du moyeu, de ces nervures s'étendant le long des bras qui séparent lesdites ouvertures tandis que la partie périphérique de ces nervures se prolonge au-delà de la périphérie du disque correspondant pour former des ailettes péri- phériques qui débordent la surface extérieure du disque, le tout étant agencé de façon<B>à</B> don ner au disque une grande rigidité. Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, quelques formes d'exécution du frein faisant l'objet<B>de</B> l'invention.
La fig. <B>1</B> montre, en coupe axiale, une pre mière forme d'exécution du frein.
La fig. 2 montre, dans sa moitié supérieure, la face<B>A</B> de l'un des disques et, dans sa moi tié inférieure, la face B de ce disque.
La fig. <B>3</B> montre le disque représenté par la fig. 2, en coupe selon la ligne III-III de la fig. 2.<B>-</B> La fig. 4 est une vue en plan sur une par tie de la périphérie du disque représenté par les fig. 2 et<B>3.</B>
Les fig. <B>5</B> et<B>6</B> sont des vues analogues aux fig. 2 et<B>3,</B> d'une variante de disque pour un rotor<B>à</B> double disque.
La fig. <B>7</B> représente en coupe la moitié su périeure d'un rotor<B>à</B> double disque ainsi que des ventilateurs se trouvant de part et d'autre de ce rotor, au voisinage immédiat de l'arbre.
La fig. <B>8</B> est une coupe horizontale selon la <I>ligne</I> VIII-VIII de la fig. <B>7.</B> Les fig. <B>9</B> et<B>10</B> montrent respectivement en coupe radiale et horizontale selon la ligne X-X de la fig. <B>9</B> une variante de l'un des deux disques qui constituent le rotor.
La fig. <B>11</B> montre une coupe analogue<B>à</B> celle selon la ligne X-X <B>à</B> travers une variante de ce dernier disque.
Un frein électrique sert<B>à</B> ralentir, par exemple, le mouvement d'un véhicule tel qu'un camion, un car, etc... d'une grue, d'un appa reil de sondage minier, etc.
Le frein représenté comprend, d'une part, un inducteur ayant des pièces polaires et, d'au tre part, un induit dans lequel sont engendrés, par suite d'un mouvement relatif entre l'in ducteur et l'induit, des courants de Foucault ou des courants analogues. L'induit est relié<B>à</B> l'organe<B>à</B> freiner de façon qu'il tourne par rapport<B>à</B> l'inducteur qui n'accomplit pas de mouvement rotatif. L'induit tournant est ap pelé, dans ce qui suit, le rotor du frein.
L'inducteur comporte deux groupes de pièces polaires<B>1,</B> munies de bobines et fixées dans une carcasse, de préférence en métal ma gnétique, constituée par deux flasques 2 se trouvant de part et d'autre du rotor et suppor tant les paliers<B>3</B> de Parbre 4 du rotor qui, de cette façon, tourne, lors de la rotation de cet arbre, entre les pièces polaires<B>1</B> de l'induc teur qui, elles, ne tournent pas, étant donné que la carcasse 2 est fixée au châssis du dis positif (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 courants analogues qui provoquent,<B>à</B> la fois, un effet de freinage sur le rotor et le réchauffement de ce dernier.
En ce qui concerne le rotor lui-même, il est constitué de deux disques<B>5.,</B> et 5#, solidai res de l'arbre 4 et écartés l'un de l'autre. Des ouvertures 6a,<B>6b</B> séparées entre elles par des bras 7a,<B>7b</B> sont ménagées dans ces disques au voisinage de l'arbre 4, afin de permettre<B>à</B> un courant d'air de traverser radialement l'espace entre les disques. Le nombre des ouvertures et des bras les séparant est, de préférence, un nombre impair, par exemple égal<B>à</B> cinq.
Afin d'avoir une grande rigidité les disques % et<B>5b</B> sont munis sur leur face interne, de nervures 8#, et<B>8b</B> s'étendant de la périphérie des disques jusqu'à leur moyeu %' ou 5b', la partie cen trale de ces nervures se trouvant<B>à</B> l'endroit des bras<B>7., OU 7b,</B> de sorte que ceux-ci constituent une espèce de prolongement des nervures en tre le moyeu 5,,' ou<B>5b'</B> et le disque proprement dit % ou<B>5..</B>
En outre, la partie périphérique de ces nervures continue au-delà de la périphérie du disque correspondant pour former des ailettes 9#,, <B>9.</B> qui débordent la surface extérieure des disques<B>5.,</B> ou<B>5b</B> et même une partie des piè ces polaires et de leurs bobines, ainsi que cela est représenté par la fig. <B>1.</B>
Les disques proprement dits<B>5,</B> et<B>5b, à</B> l'intérieur desquels sont engendrés des cou rants de Foucault et qui sont soumis<B>à</B> une très haute température, se trouvent ainsi en tourés sur trois de leurs côtés par un cadre rigide soumis<B>à</B> un refroidissement intense par les courants d'air, et ils conservent ainsi leur rigidité.
Cette rigidité peut encore être renforcée par une nervure de raidissement circulaire 5,," ou<B>5b"</B> prenant naissance sur la face extérieure des disques respectifs 5. ou<B>51,</B> au niveau de la périphérie des ouvertures 6,,<B>6b</B> et s'étendant <B>à</B> l'intérieur de la zone délimitée par la cou ronne des pièces polaires<B>1</B> (voir. fig. <B>9).</B>
Etant donné la rigidité ainsi obtenue, il est possible de donner<B>à</B> chacun des disques<B>%</B> et <B>5b</B> une épaisseur relativement réduite, ce qui diminue les différences de température ré gnant entre les surfaces extérieures, situées en :regard des pièces polaires et relativement chaudes, et les surfaces intérieures des disques relativement froides.
Il est évident que les éléments susmention nés, servant<B>à</B> rigidifier les disques qui consti tuent le rotor double, et notamment les ner vures<B>8.,, 8.</B> et les ailettes 9a,<B>9b,</B> augmentent les surfaces de refroidissement de ces disques et ont un effet ventilateur important. Ces sur- faces de refroidissement ainsi que l'effet ven tilateur peuvent encore être agrandis en inter calant entre les nervures 8. et<B>8b,</B> des nervures supplémentaires<B>8,'</B> et<B>8J</B> dont les extrémités intérieures s'arrêtent au niveau de la périphé rie des ouvertures 6,, ou<B>6b,</B> tandis que leurs extrémités extérieures peuvent être prolongées également par des ailettes périphériques<B>dé-</B> bordantes 9,, ou<B>9,.</B>
Les nervures 8., <B>8.</B> et 8,,', 8b' des deux disques constituant le rotor<B>à</B> double disque ont une telle longueur axiale et une telle dispo sition que ces nervures s'intercalent mutuelle ment, lorsque les deux disques sont montés sur l'arbre 4.
Dans le cas où les disques 5,, et<B>5b</B> sont fixés<B>à</B> leur périphérie l'un<B>à</B> l'autre par des oreilles 10,, et<B>10,</B> assemblées par des bou lons<B>11,</B> il convient de compléter au moins certaines de ces oreilles par certaines des sus dites ailettes 9,, ou<B>9b</B> pour former avec cha que ailette et oreille un élément angulaire fa- voiisant le refroidissement de l'oreille corres pondante.
En ce qui concerne les nervures<B>8,,, 8b</B> et 8z,', 8b, elles peuvent être radiales et rectili gnes (voir fig. 2<B>à</B> 4) ou elles peuvent avoir une forme courbe (voir fig. <B>5</B> et<B>6)</B> pour mieux s'adapter<B>à</B> la forme des filets d'air qui, sous l'effet de ventilateur du rotor, traversent l'es pace entre les disques<B>5., 5b.</B> Dans ce dernier cas, les ailettes<B>9.,</B> et<B>9b</B> prévues<B>à</B> la périphé rie des disques ont une inclinaison correspon dant<B>à</B> celle des extrémités des nervures 8a,<B>8b</B> ou 8,,', <B>8j.</B>
Bien entendu, il faut avoir soin de lais ser communiquer librement avec l'air extérieur la périphérie du rotor pour que les courants d'air de refroidissement puissent échapper li brement dans l'air ambiant.
Ces courants d'air rentrent dans l'inté rieur du frein par exemple par des ouvertures ménagées dans les flasques 2 au voisinage des paliers<B>3</B> ou, selon les dessins, par des ouver tures 12 prévues<B>à</B> la périphérie des flasques 2. Dans ce dernier cas, on prévoit des cloisons intermédiaires<B>13.</B> Par conséquent, l'air s'écou le d'abord dans une direction allant de l'ex- térieur vers rintérieur, en refroidissant les bo bines des pièces polaires. Ensuite, cet air subit, au voisinage de l'arbre 4, un changement de direction, pour arriver<B>à</B> la partie centrale des disques 5,, et<B>5.</B> du rotor.
Une partie de cet air rentre<B>à</B> cet endroit, en traversant les ouvertures<B>6.,</B> et 6,, dans l'es pace 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 égale ment de l'intérieur vers l'extérieur, le long des surfaces extérieures des disques<B>%</B> et<B>5b-</B> La direction 'générale des courants d'air est indi quée par des flèches dans la fig. <B>1.</B>
Les bras<B>%, 7b</B> qui séparent les ouvertures ménagées dans chaque disque et qui relient sa partie périphérique<B>à</B> son moyeu ont une ,section allongée dont l'axe principal a<B><I>-</I></B><I> a</I> (fig. <B>8</B> et<B>11)</B> est incliné par rapport<B>à</B> l'axe de l'arbre 4 supportant le rotor, afin de se confondre au moins approximativement avec la direction des courants d'air traversant lesdi tes ouvertures.
Des ventilateurs axiaux 14.,, l4b <B>à</B> pales hélicoïdales 15a, l5b sont fixés sur l'arbre 4 du rotor 5a,<B>5b</B> de part et d'autre de celui-ci et soufflent de l'air dans les ouvertures<B>6,,, 61,</B> des disques<B>%, 5b,</B> ouvertures qui sont formées entre les bras 7a,<B>7b-</B> Les pales<B>15.,</B> et 15b de ces ventilateurs sont disposées, par rapport aux bras<B>%, 7b,</B> de façon<B>à</B> assurer la rentrée de l'air dans les ouvertures entre ces bras avec le moins possible de chocs.
Les pales 15a, <B>15b,</B> sont prolongées dans la direction vers le rotor, au-delà de la cou ronne<B>16,,,</B> l6b qui les entoure (voir fig. <B>7</B> et <B>8),</B> afin de permettre<B>à</B> une partie<B>de</B> l'air ayant traversé ces ventilateurs axiaux 14a, 14b de refroidir les surfaces extérieures des disques <B>5.</B> et<B>5b</B> qui constituent le rotor.
<B> </B> eddy current brake The invention relates to <B> </B> an eddy current <B> </B> brake, the rotor of which turns between two groups of parts poles arranged in a plane perpendicular to <B> to </B> the shaft <B> to </B> brake consists of two discs integral with the shaft and spaced apart from each other, openings formed in these discs in the vicinity of the shaft allowing <B> </B> a current of air to pass radially through the space between the discs. The purpose of this air flow is to produce energetic cooling at least of the rotor itself and preferably also of the shaft, the shaft bearings and the pole pieces with their coils.
In fact, when the said pole pieces are supplied with current, eddy currents are generated in the rotor which brake the rotor, which is the desired effect and which, at the same time, heat the rotor, which makes its necessary. cooling.
The brake, object of the invention, is characterized in that the discs are provided, on their internal face (face opposite <B> to </B> that which is opposite the pole pieces), with ribs which s 'extend from the periphery of each dis that up to its hub, the part, adjacent to the hub, of these ribs extending along the arms which separate said openings while the peripheral part of these ribs extends beyond the periphery of the corresponding disc to form peripheral fins which extend beyond the outer surface of the disc, the whole being arranged in such a way <B> to </B> to give the disc great rigidity. The appended drawing represents, <B> by </B> by way of example, some embodiments of the brake forming the subject <B> of </B> the invention.
Fig. <B> 1 </B> shows, in axial section, a first embodiment of the brake.
Fig. 2 shows, in its upper half, the <B> A </B> side of one of the discs and, in its lower half, the B side of this disc.
Fig. <B> 3 </B> shows the disc represented by fig. 2, in section along line III-III of FIG. 2. <B> - </B> Fig. 4 is a plan view on part of the periphery of the disc shown in FIGS. 2 and <B> 3. </B>
Figs. <B> 5 </B> and <B> 6 </B> are views analogous to figs. 2 and <B> 3, </B> of a disc variant for a <B> to </B> double disc rotor.
Fig. <B> 7 </B> represents in cross section the upper half of a <B> with </B> double disc rotor as well as the fans located on either side of this rotor, in the immediate vicinity of the 'tree.
Fig. <B> 8 </B> is a horizontal section along the <I> line </I> VIII-VIII of fig. <B> 7. </B> Figs. <B> 9 </B> and <B> 10 </B> show respectively in radial and horizontal section along the line X-X of FIG. <B> 9 </B> a variant of one of the two discs that make up the rotor.
Fig. <B> 11 </B> shows a similar cut <B> to </B> that along line X-X <B> to </B> through a variant of the latter disc.
An electric brake is used <B> to </B> slow down, for example, the movement of a vehicle such as a truck, a bus, etc. of a crane, a mining sounding device, etc.
The brake shown comprises, on the one hand, an inductor having pole pieces and, on the other hand, an armature in which are generated, as a result of a relative movement between the inductor and the armature, currents eddy or similar currents. The armature is connected <B> to </B> the member <B> to </B> to brake so that it rotates with respect to <B> to </B> the inductor which does not perform rotary movement. The rotating armature is referred to in what follows as the brake rotor.
The inductor comprises two groups of pole pieces <B> 1, </B> provided with coils and fixed in a frame, preferably in magnetic metal, consisting of two flanges 2 located on either side of the rotor and supports the bearings <B> 3 </B> of Parbre 4 of the rotor which, in this way, turns, during the rotation of this shaft, between the pole pieces <B> 1 </B> of the inductor which, for their part, do not rotate, given that the frame 2 is fixed to the frame of the positive device (truck, etc.), comprising the brake in question.
When the coils of the pole pieces are crossed by an electric current, the magnetic flux thus obtained generates eddy currents or similar currents in the rotor which induce, <B> at </B> at the same time, a braking effect on the rotor. rotor and the heating of the latter.
As regards the rotor itself, it consists of two discs <B> 5., </B> and 5 #, integral with the shaft 4 and spaced apart from one another. Openings 6a, <B> 6b </B> separated from each other by arms 7a, <B> 7b </B> are made in these discs in the vicinity of the shaft 4, in order to allow <B> to </ B> a current of air to pass radially through the space between the discs. The number of openings and of the arms separating them is preferably an odd number, for example equal to <B> to </B> five.
In order to have a great rigidity the discs% and <B> 5b </B> are provided on their internal face, with ribs 8 #, and <B> 8b </B> extending from the periphery of the discs to at their hub% 'or 5b', the central part of these ribs being <B> at </B> the location of the arms <B> 7., OR 7b, </B> so that they constitute a kind of extension of the ribs between the hub 5 ,, 'or <B> 5b' </B> and the disc itself% or <B> 5 .. </B>
Furthermore, the peripheral part of these ribs continues beyond the periphery of the corresponding disc to form fins 9 # ,, <B> 9. </B> which protrude from the outer surface of the discs <B> 5., < / B> or <B> 5b </B> and even some of the pole pieces and their coils, as shown in fig. <B> 1. </B>
The disks proper <B> 5, </B> and <B> 5b, inside which are generated eddy currents and which are subjected <B> to </B> a very high temperature, are thus turned on three of their sides by a rigid frame subjected <B> to </B> an intense cooling by the drafts, and they thus retain their rigidity.
This rigidity can be further reinforced by a circular stiffening rib 5 ,, "or <B> 5b" </B> originating on the outer face of the respective discs 5. or <B> 51, </B> at the level of the periphery of the openings 6 ,, <B> 6b </B> and extending <B> to </B> inside the area delimited by the crown of the pole pieces <B> 1 </B> ( see. fig. <B> 9). </B>
Given the rigidity thus obtained, it is possible to give <B> to </B> each of the <B>% </B> and <B> 5b </B> discs a relatively reduced thickness, which reduces the differences temperature prevailing between the outer surfaces, located opposite the pole pieces and relatively hot, and the inner surfaces of the relatively cold disks.
It is obvious that the aforementioned elements born, serving <B> to </B> stiffen the discs which constitute the double rotor, and in particular the ribs <B> 8. ,, 8. </B> and the fins 9a , <B> 9b, </B> increase the cooling surfaces of these disks and have a strong fan effect. These cooling surfaces as well as the fan effect can be further increased by inserting between ribs 8. and <B> 8b, </B> additional ribs <B> 8, '</B> and < B> 8J </B> whose inner ends stop at the level of the periphery of the openings 6 ,, or <B> 6b, </B> while their outer ends can also be extended by peripheral fins <B > bordering </B> 9 ,, or <B> 9 ,. </B>
The ribs 8., <B> 8. </B> and 8 ,, ', 8b' of the two discs constituting the rotor <B> with </B> double disc have such an axial length and such an arrangement that these ribs are intercalated when the two discs are mounted on the shaft 4.
In the case where the disks 5 ,, and <B> 5b </B> are fixed <B> to </B> their periphery one <B> to </B> the other by ears 10 ,, and <B> 10, </B> assembled by bolts <B> 11, </B> at least some of these ears should be completed by some of the aforementioned fins 9 ,, or <B> 9b </ B> to form with each fin and ear an angular element promoting the cooling of the corresponding ear.
As regards the ribs <B> 8 ,,, 8b </B> and 8z, ', 8b, they may be radial and rectilinear (see fig. 2 <B> to </B> 4) or they may have a curved shape (see fig. <B> 5 </B> and <B> 6) </B> to better adapt <B> to </B> the shape of the air streams which, under the fan effect of the rotor, pass through the space between the discs <B> 5., 5b. </B> In the latter case, the fins <B> 9., </B> and <B> 9b < / B> provided <B> to </B> the periphery of the discs have an inclination corresponding <B> to </B> that of the ends of the ribs 8a, <B> 8b </B> or 8 ,, ' , <B> 8j. </B>
Of course, care must be taken to allow the periphery of the rotor to communicate freely with the outside air so that the cooling air currents can escape freely into the ambient air.
These air currents enter the interior of the brake, for example through openings made in the flanges 2 in the vicinity of the bearings <B> 3 </B> or, according to the drawings, through openings 12 provided <B> at </B> the periphery of the flanges 2. In the latter case, intermediate partitions are provided <B> 13. </B> Consequently, the air flows first in a direction going from the outside to inside, cooling the coils of the pole pieces. Then, this air undergoes, in the vicinity of the shaft 4, a change of direction, to arrive <B> at </B> the central part of the discs 5 ,, and <B> 5. </B> of the rotor.
Part of this air returns <B> to </B> this place, passing through the openings <B> 6., </B> and 6 ,, in the space which is between the two discs and crosses this space in a direction from the inside to the outside, while some of this air also flows from the inside to the outside, along the outer surfaces of the discs <B>% </B> and <B> 5b- </B> The general direction of the air currents is indicated by arrows in fig. <B> 1. </B>
The arms <B>%, 7b </B> which separate the openings made in each disc and which connect its peripheral part <B> to </B> its hub have an elongated section whose main axis has <B> <I>-</I></B> <I> a </I> (fig. <B> 8 </B> and <B> 11) </B> is inclined with respect to <B> to < / B> the axis of the shaft 4 supporting the rotor, so as to merge at least approximately with the direction of the air currents passing through the said openings.
Axial fans 14. ,, 14b <B> with </B> helical blades 15a, 15b are fixed on the shaft 4 of the rotor 5a, <B> 5b </B> on either side thereof and blow air into the openings <B> 6 ,,, 61, </B> of the discs <B>%, 5b, </B> which are formed between the arms 7a, <B> 7b- < / B> The blades <B> 15., </B> and 15b of these fans are arranged, with respect to the arms <B>%, 7b, </B> so <B> to </B> ensure the re-entry of air into the openings between these arms with the least possible impact.
The blades 15a, <B> 15b, </B> are extended in the direction towards the rotor, beyond the crown <B> 16 ,,, </B> l6b which surrounds them (see fig. <B > 7 </B> and <B> 8), </B> in order to allow <B> to </B> a part <B> of </B> the air having passed through these axial fans 14a, 14b of cool the outer surfaces of the <B> 5. </B> and <B> 5b </B> disks which make up the rotor.