FR2864369A1 - Ralentisseur electromagnetique comportant des moyens pour creer un courant d'air - Google Patents

Abstract

L'invention concerne essentiellement un ralentisseur (100) électromagnétique mettant en oeuvre un ventilateur (108) qui peut être débrayé de son entraînement par un arbre (102). Ce ventilateur (108) est un ventilateur rotatif monté sur l'arbre (102) du rotor par l'intermédiaire d'un dispositif (111) de débrayage. Lorsque le ralentisseur (100) est en fonctionnement, le dispositif (111) de débrayage assure un coulage entre le ventilateur (108) et l'arbre (102) en rotation. Lorsque le ralentisseur (100) n'est pas en fonctionnement, le dispositif (111) de débrayage n'assure plus de couplage entre l'arbre (102) en rotation et le ventilateur (108) rotatif.

Description

Ralentisseur électromagnétique comportant des moyens pour créer un

courant d'air.

Domaine de l'invention 5 La présente invention concerne un ralentisseur électromagnétique comportant des moyens pour créer un courant d'air. Un des buts de l'invention est de faciliter un refroidissement des bobines d'un tel ralentisseur, tout en limitant une consommation de couple due à la présence d'au moins un ventilateur. En facilitant le refroidissement des bobines, l'invention permet d'augmenter les performances du ralentisseur et/ou de diminuer sa taille. L'invention trouve une application avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine des véhicules automobiles de type poids lourd, tels que les bus ou les camions.

Etat de la technique De manière générale, un ralentisseur électromagnétique permet de ralentir un véhicule automobile pour rendre le freinage de celui-ci plus sûr et 20 plus endurant.

Un tel ralentisseur électromagnétique comporte au moins un stator et au moins un rotor pour ralentir l'arbre de transmission de mouvement à au moins une roue du véhicule. Le stator est relié par exemple à un carter de boîte de vitesse ou à un carter d'un pont de transmission d'un véhicule. Dans ce cas, on ne coupe pas l'arbre de transmission, dit aussi arbre moteur, pour monter le ralentisseur. Lorsque l'arbre de transmission n'est pas coupé, on parle de ralentisseur Focal (marque déposée). En variante, on fixe le stator sur le châssis du véhicule et on coupe cet arbre de transmission.

Le rotor est quant à lui relié à un plateau accouplé à une bride d'un joint de cardan de l'arbre de transmission. Ce plateau est accouplé à un arbre d'entrée du pont du véhicule ou à un arbre de sortie de la boîte de vitesse ou à un arbre de liaison. Cet arbre de liaison peut être relié à un autre plateau lorsque l'arbre de transmission est coupé. Dans un exemple, le rotor est en deux parties et se situe de part et d'autre d'un stator et tourne autour de l'axe du stator.

Dans un mode de réalisation décrit dans le document FR-A-2577357, le stator du ralentisseur électromagnétique porte une couronne de bobines d'orientation axiale et génère un champ magnétique. Plus précisément, chaque bobine est montée sur un noyau en matière magnétique solidaire du stator. Lorsqu'il porte les bobines, le stator est inducteur et le rotor est induit. Ce rotor est réalisé dans un matériau magnétique et est conformé pour présenter des ailettes qui assurent une ventilation du ralentisseur.

Dans un autre mode de réalisation décrit dans le document EP-A-0 331 559, le rotor porte la couronne de bobines et les noyaux. Dans ce mode de réalisation, le rotor est inducteur et le stator est induit. Ce stator porte en outre une chambre à l'intérieur de laquelle circule un fluide pour son refroidissement. Un tel ralentisseur est dit ralentisseur à refroidissement par eau ou ralentisseur Hydral (marque déposé).

La naissance d'un couple de freinage engendré par un ralentisseur électromagnétique repose sur un principe de courants de Foucault. En effet, par exemple dans le cas d'un ralentisseur Hydral, le stator induit, à l'intérieur duquel un rotor inducteur tourne, est soumis à un champ électromagnétique. Ce champ est généré par les bobines montées sur le rotor qui fonctionnent de préférence par paire, chaque bobine étant enroulée autour d'un noyau saillant radialement appartenant au rotor. Chacune des paires de bobines forme un champ magnétique qui se ferme d'un noyau de bobine à l'autre en passant dans le stator et dans le rotor.

Ainsi, lorsque le rotor rentre en rotation, des courants appelés courants de Foucault naissent à l'intérieur du stator induit. Ces courants engendrent un couple qui a tendance à s'opposer au mouvement du rotor. Comme le rotor tourne avec un arbre moteur, ce couple de freinage s'oppose aussi au mouvement de l'arbre moteur du véhicule. Ce couple participe donc à un ralentissement ou à un arrêt du véhicule.

Pour un ralentisseur comportant un rotor inducteur, les courants de Foucault sont à l'origine d'un échauffement du stator et du rotor. En effet, les courants qui traversent le stator et les bobines réalisés en matériaux conducteur ont tendance à chauffer les parois du stator et l'ensemble du rotor. Ce phénomène d'échauffement est appelé effet Joule et est généralement observable lorsqu'un courant électrique traverse un conducteur électrique. La puissance d'un tel ralentisseur est donc limitée par sa capacité de dégagement de chaleur du stator et des bobines.

Dans le ralentisseur décrit dans le document EP A 0331 559, la paroi périphérique externe du stator induit porte une chambre de refroidissement à 5 l'intérieur de laquelle circule un fluide de refroidissement, tel que le fluide de refroidissement du moteur du véhicule automobile.

Cette chambre permet de refroidir des éléments chauffants du ralentisseur et en particulier le stator. Toutefois, cette chambre est éloignée des bobines du rotor inducteur en sorte que ces bobines ne sont pas refroidies de manière aussi efficace que souhaitée.

Ce document EP A 0 331 559 décrit également une disposition comportant un ventilateur pour refroidir des éléments chauffant tels que les bobines ou des circuits électroniques. Ce ventilateur est solidaire en rotation du rotor du ralentisseur et permet également de ralentir le mouvement de l'arbre de transmission. Ainsi, lorsque le ralentisseur rentre en fonctionnement (est actif), ce ventilateur crée un courant d'air qui permet de refroidir les bobines du rotor inducteur. Ce refroidissement permet d'éviter une chute de performances du ralentisseur à chaud. Globalement un ventilateur contribue à créer jusqu'à dix pourcents du couple de ralentissement total engendré par le ralentisseur.

Toutefois, l'utilisation de ce ventilateur présente des limites.

En effet, comme le rotor est relié de manière précitée par exemple à l'arbre de sortie de la boîte de vitesse ou à l'arbre d'entrée du pont arrière, cet arbre tourne constamment. Un entraînement des ventilateurs engendre donc une consommation d'une puissance mécanique non négligeable, même lorsque le ralentisseur n'est pas en fonctionnement. Autrement dit, lorsque le ralentisseur n'est pas en fonctionnement, le ventilateur consomme un couple mécanique inutile.

Ainsi, lorsque le ralentisseur ne fonctionne pas, des pertes aérauliques dues à l'entraînement du ventilateur, appelées aussi pertes à vide, sont observables et contribuent à faire chuter la vitesse du véhicule. Ces pertes augmentent avec une puissance trois de la vitesse de rotation de l'arbre du rotor.

II est souhaitable de diminuer ces pertes à vide.

Objet de l'invention L'invention a pour but de résoudre ce problème de pertes à vide trop importantes.

A cet effet, l'invention met en oeuvre un ventilateur qui peut être débrayé de son entraînement par un arbre du ralentisseur. Ce ventilateur comporte un moyen pour être débrayé de son entraînement par l'arbre du ralentisseur.

Ce moyen appartient à des moyens de couplage intervenant entre 10 l'arbre du ralentisseur et le ventilateur. Ces moyens de couplage sont commandés notamment électriquement ou mécaniquement Ce ventilateur est par exemple un ventilateur rotatif monté sur l'arbre du rotor du ralentisseur par l'intermédiaire d'un dispositif de débrayage, tel qu'un dispositif comportant une machine électrique tournante du type asynchrone. Dans un mode de réalisation, la machine électrique met en oeuvre au moins une bobine d'excitation et une cage d'écureuil, qui sont en influence mutuelle.

La bobine est portée par l'arbre du rotor du ralentisseur et la cage d'écureuil est solidaire du ventilateur ou vice versa.

Un palier, tel qu'un roulement à billes, est interposé radialement entre le ventilateur et l'arbre du rotor du ralentisseur.

Lorsque le ralentisseur est en fonctionnement, une paire de ses bobines au moins étant alors alimentée électriquement, le dispositif de débrayage assure un couplage en rotation entre le ventilateur et cet arbre du rotor. Le ventilateur est alors en position active et tourne avec l'arbre.

Lorsque le ralentisseur n'est pas en fonctionnement, le dispositif de débrayage n'assure plus le couplage entre l'arbre en rotation et le ventilateur, qui alors est monté à rotation sur le palier.

Plus précisément s'agissant d'un dispositif de débrayage comportant au moins une bobine adaptée à être alimentée électriquement, lorsque le ralentisseur ne fonctionne pas, le dispositif de débrayage n'est pas alimenté électriquement. Le ventilateur n'est alors pas entraîné, c'est-àdire est inactif, et est alors monté sur l'arbre du rotor par l'intermédiaire du palier.

En revanche, lorsque le ralentisseur fonctionne, le dispositif de débrayage est alimenté électriquement et crée alors une force électromagnétique. Cette force engendre un couplage entre le ventilateur et l'arbre. Le ventilateur peut alors assurer un refroidissement principalement des bobines du ralentisseur.

Dans une telle configuration, ce n'est que lorsque le ralentisseur est 5 en fonctionnement, que le ventilateur refroidit la machine, consomme du couple et participe au ralentissement de l'arbre du rotor du ralentisseur. Ce couple participe au ralentissement du véhicule.

Le ventilateur utilisé dans l'invention peut être de type axial, centrifuge ou hélico-centrifuge. Un tel ventilateur est réalisé en fonction d'une application donnée pour laquelle un débit d'air donné est nécessaire pour refroidir des bobines du ralentisseur placées dans une configuration particulière.

Le dispositif de débrayage peut être commandé par l'intermédiaire de connexions filaires reliées à la génératrice, plus précisément au rotor induit de celle-ci adapté à alimenter électriquement les bobines du rotor du ralentisseur. Le courant alimentant les bobines de ce rotor du ralentisseur peut alors en partie servir à exciter une ou plusieurs bobines situées à l'intérieur du dispositif de débrayage, ces bobines étant alors avantageusement solidaires de l'arbre du rotor du ralentisseur.

En variante la ou les bobines du dispositif de débrayage sont portées par le ventilateur en sorte que celles-ci sont adaptées à être alimenter électriquement à l'aide de balais montés dans un porte-balais fixe et coopérant avec des bagues collectrices solidaires du ventilateur et reliées par des liaisons filaires à ce ou ces bobines.

Un micro-contrôleur comportant un microprocesseur, des mémoires et un buffer d'entrée sortie ou un registre d'entrée sortie peut en outre participer à une commande de ce ou ces bobines dans ce cas.

Dans une réalisation particulière, un ventilateur comporte un support, par exemple en forme de manchon portant une cage d'écureuil.

L'arbre du rotor du ralentisseur porte la ou les bobines du dispositif de débrayage. Lorsque les bobines de l'arbre sont excitées, un champ magnétique se crée et une liaison magnétique s'établit entre la cage, portée par le ventilateur via son support, et l'arbre. Cette liaison magnétique permet à l'arbre du rotor d'entraîner en rotation le ventilateur.

Le ventilateur peut alors assurer un refroidissement des bobines du rotor du ralentisseur. L'excitation des bobines du dispositif de débrayage correspond à une mise en fonctionnement du ralentisseur. Lorsque le ralentisseur ne fonctionne pas, les bobines ne sont pas excitées et la cage 5 n'est pas entraînée en rotation.

Dans une forme de réalisation il est prévu de manière additionnelle des aimants permanents portés par le ventilateur. Ces aimants sont implantés en regard des noyaux du rotor du ralentisseur.

Lorsque le ralentisseur fonctionne, ainsi qu'on le sait, il est crée des pôles magnétiques au niveau des noyaux du rotor et une influence mutuelle entre ces pôles et les aimants permanents du ventilateur en sorte qu'un synchronisme de mouvement est réalisé entre le ventilateur et l'arbre du rotor.

Un couplage entre l'arbre du ralentisseur et le ventilateur rotatif peut 15 aussi être commandé de manière mécanique ou à l'aide de moyens de couplage du type électromagnétique.

Ces moyens de couplage du type électromagnétique comportent par exemple une bobine (ou un groupement de bobines) de forme générale annulaire montée. sur un support, par exemple d'orientation transversale solidaire de l'arbre du rotor du ralentisseur ou de ce rotor, et une plaque annulaire, avantageusement en matériau ferromagnétique, liée en rotation au ventilateur tout en étant mobile axialement par rapport à celui-ci, par exemple à l'aide de languettes élastiquement déformables axialement. Ces languettes sont par exemple d'orientation tangentielle comme les languettes de liaison entre le plateau de pression et le couvercle d'un embrayage de véhicule automobile.

Lorsque la bobine n'est pas excitée, c'est-à-dire n'est pas alimentée électriquement, les languettes assurent une action de rappel de la plaque en direction du ventilateur, qui est alors désaccouplé de l'arbre du rotor.

Lorsque la bobine est excitée, c'est-à-dire alimentée électriquement, un champ magnétique axial est crée et la plaque annulaire est attirée axialement en direction du support pour venir en contact avec celui-ci, plus précisément à venir se coller contre une face portée par le support, et réaliser un couplage entre le ventilateur et l'arbre. La face du support est alors magnétisée et constitue un noyau fixe, tandis que la plaque constitue alors un noyau mobile qui se déplace en direction du noyau fixe. Le support comporte une cavité de logement de la bobine fermée par exemple par une culasse en matériau ferromagnétique adaptée à constituer le noyau fixe.

Avantageusement une garniture de friction est fixée sur la plaque et/ou sur la face du support.

La bobine est alimentée électriquement avantageusement à partir du rotor induit de la génératrice.

En variante la plaque est liée en rotation au ventilateur par un système à cannelures et des moyens élastiques à action axiale, tels qu'une rondelle Belleville, prennent appui sur un épaulement solidaire du ventilateur et sur la plaque pour solliciter cette plaque en direction d'une butée axiale solidaire du ventilateur et exercer une action de rappel. Lorsque la bobine est alimentée électriquement la plaque se déplace axialement à l'encontre de la force exercée par les moyens élastiques à action axiale.

En variante la configuration est annulaire et concentrique, la bobine et son support, solidaires par exemple de l'arbre du rotor, étant entourée par une pluralité de segments en forme portion de couronne liés en rotation et pouvant se déplacer radialement par rapport au ventilateur. Lorsque la bobine est activée il se crée un champ magnétique radial qui attire les segment en direction de la face du support pour réaliser un couplage entre l'arbre du ralentisseur et le ventilateur.

En variante le couplage entre le ventilateur et l'arbre du rotor est réalisé à l'aide d'un embrayage électromagnétique à poudre. Un entrefer radial existe entre un premier élément annulaire solidaire du ventilateur et un second élément annulaire solidaire de l'arbre du rotor du ralentisseur. Cet entrefer est rempli de poudre magnétique, qui est magnétisée lorsque la bobine est alimentée électriquement. Un couplage est alors réalisé.

La bobine est avantageusement portée par le second élément annulaire. 30 L'invention concerne donc un ralentisseur électromagnétique pour véhicule automobile comportant: - un arbre, au moins un rotor monté sur l'arbre, ce rotor portant des bobines - au moins un stator monté en vis-à-vis de ce rotor et destiné à être monté sur une partie fixe du véhicule automobile, - une génératrice montée sur une extrémité de l'arbre du rotor, la génératrice alimentant les bobines du rotor, et - au moins un ventilateur rotatif entraîné par l'arbre de rotor pour créer des courants d'air s'écoulant vers les bobines, caractérisé en ce que - le ventilateur rotatif comporte un moyen, dit moyen pour débrayer, pour être débrayé de son entraînement par l'arbre de rotor.

Grâce à l'invention on diminue les pertes à vide, dues également à des pertes mécaniques, qui proviennent notamment des roulements à billes, sachant que ces pertes à vide proviennent principalement du ou des ventilateurs.

Dans un mode de réalisation ces pertes sont diminuées par dix.

Grâce à le ou les ventilateurs débrayables on peut diminuer la taille et le poids du ralentisseur et/ou augmenter ses performances, tout en ayant des faibles pertes à vide.

Le ralentisseur peut tourner à plus grande vitesse via par exemple un multiplicateur de vitesse, et se monter en lieu et place d'un ralentisseur du type hydrodynamique en prise par exemple avec un arbre secondaire de sortie de la boîte de vitesse.

Lorsque l'on utilise plusieurs ventilateurs ceux ci peuvent intervenir l'un après l'autre en fonction du nombre de paires de bobine activées du rotor du ralentisseur et donc des besoins de ralentissement.

L'un de ces ventilateurs peut être lié en permanence en rotation à l'arbre du ralentisseur et présente dans ce cas avantageusement une faible taille.

Les ventilateurs peuvent être dotés de dispositifs de débrayage c'est à dire de moyens de couplage de nature différente. Par exemple l'un des dispositifs fait appel à des bobines et à une cage d'écureuil, tandis que l'autre comporte un embrayage électromagnétique ou à poudre magnétisable. Ces ventilateurs peuvent être débrayés et embrayés avec des lois différentes et à des vitesses de l'arbre du ralentisseur différentes. L'un des ventilateurs est dans un mode de réalisation indépendant de l'arbre du ralentisseur et comporte un moyen pour être débrayé, ce moyen étant commandé par exemple électriquement. Ainsi dans un mode de réalisation ce ventilateur indépendant est piloté par un moteur électrique indépendant. Ce ventilateur indépendant est associé avec un ventilateur selon l'invention; ces ventilateurs pouvant être débrayé et embrayé avec des lois différentes et à des vitesses de l'arbre du ralentisseur différentes. Toutes les combinaisons sont possibles.

Brève description des dessins

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à la vue des figures qui l'accompagnent. Ces figures sont données à titre d'illustration et ne sont pas limitatives de l'invention. Ces figures montrent: - Figure 1: un ralentisseur selon l'invention en coupe axiale comportant un ventilateur débrayable monté sur un arbre entraîné par un arbre de sortie d'une boîte de vitesse.

- Figure 2: une vue partielle à plus grande échelle du dispositif de débrayage intervenant entre le ventilateur et l'arbre de la figurel.

- Figure 3: un ralentisseur selon l'invention, vue en coupe axiale partielle, comportant deux ventilateurs centrifuges débrayables montés de part et d'autre d'un rotor d'une génératrice.

Description d'exemples de réalisation de l'invention La figure 1 montre un ralentisseur 100 électromagnétique comportant un rotor 101 monté sur un arbre 102. Cet arbre 102 est destiné à être accroché, c'est-à-dire lié en rotation, à un arbre 103 par exemple un arbre de sortie de boîte de vitesse 104 par l'intermédiaire d'un dispositif 105 multiplicateur de vitesse, tel qu'un multiplicateur de vitesse comportant au moins deux roues dentées comme représenté schématiquement à la figure 1. L'arbre 103 est ici parallèle à l'arbre 102, présentant un axe référencé en X-X dans les figures 2 et 3. L'axe X-X constitue l'axe de rotation du ralentisseur, notamment des rotors de celui-ci décrits ci-après.

En variante l'arbre 102 est perpendiculaire à l'arbre 103. Dans ce cas le multiplicateur de vitesse comprend au moins deux roues dentées conique. Grâce à cette configuration on peut implanter le ralentisseur 100 dans l'espace disponible.

L'arbre 103 est par exemple un arbre de sortie secondaire sur lequel se branche un ralentisseur du type hydrodynamique à roue d'impulseur et à roue de turbine. Le ralentisseur 100 se monte alors en lieu et place de ce ralentisseur hydrodynamique. En variante l'arbre 103 est l'arbre de sortie principal de la boîte de vitesse destiné à entraîner de l'arbre de transmission de mouvement à au moins une roue du véhicule automobile, dit aussi arbre moteur, intervenant entre l'arbre de sortie principal de la boîte de vitesse et l'arbre d'entrée du pont arrière du véhicule.

Le multiplicateur de vitesse permet de réduire la taille du ralentisseur et d'agir sur l'arbre de transmission de mouvement, directement ou indirectement (par l'intermédiaire de l'arbre de sortie secondaire de la boîte de vitesse), pour ralentir celui-ci.

Bien entendu la présence du multiplicateur de vitesse n'est pas obligatoire. Ainsi l'arbre 102 est en variante un arbre intermédiaire interposé 15 entre deux parties dudit arbre de transmission de mouvement.

Dans tous les cas le ralentisseur est équipé d'au moins un ventilateur 108 débrayable, décrit ci-après.

Dans cette figure 1 le ralentisseur comporte, comme dans le document EP A 0 331 559 précité, un stator induit 110 traversé par des courants de Foucault, qui entoure le rotor 101, ici inducteur. Une génératrice 106 comportant un rotor de génératrice 106a et un stator de génératrice 106b est montée sur l'extrémité de l'arbre 102. Le ralentisseur comporte également un carter 41, qui est conformé pour être monté sur une partie fixe du véhicule. Le ventilateur 108 et les rotors 101 et 106a sont logés à l'intérieur du carter 41 traversé par l'arbre 102.

Ce carter 41 présente ici une paroi périphérique 42 annulaire d'orientation axiale fermée à chacune de ses extrémités par un couvercle 43, 44 d'orientation transversale par rapport à l'arbre 102.

L'un de ces couvercles est dans un mode de réalisation d'un seul tenant avec la paroi 42, tandis que l'autre de ces couvercles est rapporté sur cette paroi. En variante les deux couvercles sont rapportés sur la paroi 42.

Avantageusement des roulements à billes, schématisés par des croix à la figure 1, interviennent entre l'arbre 102 et le bord des ouvertures centrales des couvercles 43, 44.

Bien entendu la présence du couvercle adjacent au multiplicateur de vitesse n'est pas obligatoire lorsque le carter 41 est fixé par exemple directement sur le carter de la boîte de vitesse.

Pour plus de précision sur la génératrice on se reportera à ce 5 document EP A 0 331 559, notamment aux figures 1 et 2 de celui-ci.

Pour mémoire on rappellera que la génératrice 106 comporte un stator inducteur 106b doté d'un corps solidaire ici de la paroi 42. Ce corps présente des bras saillant radialement vers l'intérieur en direction de l'arbre 102. Autour de ces bras, présentant avantageusement des têtes de retenue, sont montés des bobines dont les extrémités sont reliées à un circuit électrique de réglage comportant par exemple un organe de réglage manuel.

Le rotor induit 106a de la génératrice comporte un corps doté de rainures, par exemple du type semi fermé, pour le montage de bobines dont les extrémités sont reliées à un pont redresseur, solidaire de ce corps, pour redresser le courant alternatif produit par ce rotor 106a en courant continu pour alimenter électriquement les bobines 107 que présente le rotor inducteur 101 du ralentisseur. Le rotor 106a présente par exemple un anneau dans lequel sont réalisées les rainures de montage des bobines de ce rotor 106a.

Cet anneau est solidaire d'un voile transversale destiné à être fixé à l'arbre 102.

Le rotor 101 présente également un corps présentant à sa périphérie externe des noyaux saillants radialement et de forme oblongue. Le corps du rotor est fixé sur l'arbre 102 par exemple à l'aide d'un voile transversal ou directement sur l'arbre 102. Les bobines 107 sont enroulées autour des noyaux et génèrent un flux magnétique radial lorsqu'elles sont alimentées électriquement à partir du rotor induit 106a. Ces bobines travaillent par paire, une ou plusieurs paires intervenant selon les besoins de ralentissement du véhicule. Ce type de rotor est dit à pôles saillants et des pôles magnétiques Nord Sud sont créés au niveau des noyaux du rotor 101, lorsque le ralentisseur fonctionne Des têtes de retenues des bobines 107 sont rapportées sur ces noyaux, par exemple par vissage comme visible à la figure 2 du document EP A 0 331 559 montrant en coupe l'un de ces noyaux radiaux axialement de forme oblongue. Bien entendu des isolants sont interposés entre les noyaux ou les bords des rainures et les bobines respectivement du stator 106b, du rotor 106a et du rotor inducteur 101, dont les corps sont en matériau magnétique tout comme le stator induit 110.

Le stator 110 est à la figure 1 rapporté sur la paroi 42 du carter 41. En variante le carter 41 est confondu avec le stator induit 110, comme visible à la figure 3, dans laquelle le carter porte la référence 515.

Le stator 110 est implanté en vis-à-vis du rotor 101 du ralentisseur avec présence d'un faible jeu, appelé entrefer, entre le stator 110 et le rotor 101. Ici le stator 110, destiné à être monté sur une partie fixe du véhicule automobile, entoure le rotor 101 avec présence d'un entrefer, radial dans les figures 1 et 3, maintenu constant grâce à la présence d'au moins du ventilateur 108 en sorte que les performances du ralentisseur sont augmentées.

Ce ventilateur 108 interne au carter 41 a pour objet de créer des courants 109 d'air qui s'écoulent vers les bobines 107 du rotor 101.

Les pales du ventilateur sont configurées de telle sorte que le ventilateur soit à action axiale, les couvercles 43, 44 présentant pour ce faire des ouvertures respectivement 45, 46 pour circulation de l'air, plus précisément des courants d'air 109.

Plus précisément, le ventilateur 108 est monté sur l'arbre 102 par l'intermédiaire d'un dispositif 111 de débrayage et également d'un palier, ici un roulement à billes 300, intervenant entre la périphérie externe de l'arbre 102 et la périphérie interne du ventilateur 108.

Ici les pales du ventilateur 108 sont solidaires à leur périphérie interne d'un manchon 400 en contact par sa périphérie interne avec le palier 300, ici avec la bague externe du roulement à billes, dont la bague interne est emmanchée sur l'arbre 102.

Ce roulement est en variante à deux rangées de billes.

Ce dispositif 111 permet de débrayer, c'est-à-dire de désaccoupler, le ventilateur 108 de son entraînement par l'arbre moteur 102. En effet, lorsque le ralentisseur est en fonctionnement, le dispositif 111 permet de rendre solidaire le ventilateur 108 de l'arbre 102. Lorsque le ralentisseur n'est pas en fonctionnement, le dispositif 111 désolidarise le ventilateur 108 de l'axe du rotor 102. Autrement dit, lorsque le ralentisseur 100 ne fonctionne pas, le dispositif 111 libère le ventilateur de son entraînement par l'arbre 102.

Pour débrayer le ventilateur de son entraînement le dispositif électrique 111 comporte dans le mode de réalisation des figures 1 et 2 au moins une bobine d'excitation 60 et une cage d'écureuil 70. Ce moyen comporte donc une machine électrique tournante du type asynchrone. Plus précisément lorsque cette ou ces bobines sont alimentées électriquement, elles créent un champ qui donne naissance à une force électromagnétique. Cette force influence la cage d'écureuil 70 en sorte de créer un couplage magnétique entre le ventilateur 108 et l'arbre 102.

La cage d'écureuil comporte par exemple un anneau magnétique traversé par des barres, par exemple en aluminium, reliées à chacune de leursextrémités axiales à une bague par exemple en aluminium. Les bagues sont disposées de part et d'autre de l'anneau.

Dans ce mode de réalisation la cage d'écureuil 70 est solidaire du manchon 400, tandis que la ou les bobines 60 sont solidaires de l'arbre 102.

Dans un mode de réalisation il est prévu plusieurs bobines montées sur un corps de rotor solidaire de l'arbre 102. Ce corps comporte des bras saillants, ou noyaux, saillants radialement autour desquels sont enroulées les bobines de la même manière que ce qui est réalisé pour le rotor 101. Les bobines 60 appartiennent alors à un rotor à pôles saillants. Le ventilateur 108 est donc monté tournant autour de ces bobines commandées en courant.

En variante il est prévu une seule bobine 60 commandée en courant et intervenant entre deux roues polaires d'un rotor à griffes. Plus précisément chaque roue présente un flasque portant à sa périphérie externe des dents de forme trapézoïdales et d'orientation axiale. Les dents d'une roue sont dirigées vers les dents de l'autre roue avec imbrication des dents d'une roue à l'autre. La bobine se monté sur un noyau intercalé entre les flasques des roues polaires avec formation de pôles magnétiques au niveau des dents lorsque la bobine est activée.

La cage 70, solidaire du ventilateur 108 rotatif, entoure la ou les bobines 60, qui sont adaptées à être alimentées électriquement à partir du rotor induit 106a par des liaisons filaires intervenant entre ce rotor 106a, plus précisément le pont redresseur par exemple à diodes associé aux sorties des bobines de celui-ci, et ce ou ces bobines. Aucun dispositif à balais et bague collectrice n'est donc à prévoir.

La ou les bobines 60 du dispositif 111 sont donc alimentées électriquement (commandées en courant) par un courant I issu de la 5 génératrice 106. La génératrice 106 et le dispositif 111 sont ainsi directement reliés entre eux.

Des grandeurs sont donc liées au courant I créé par les bobines de la génératrice pour alimenter les bobines du rotor 101 et générer un couple de freinage de la rotation de l'arbre 102. En effet, plus ce courant I est important, plus le champ électromagnétique engendré par le ou les bobines 60 du dispositif 111 est grand. Ainsi, plus ce courant I est grand, plus un couplage magnétique entre le ventilateur 108 et l'arbre 102 est intense. Et plus ce couplage est intense, plus le ventilateur 108 tourne à une vitesse élevée permettant de refroidir de manière optimale les bobines 107 du rotor 101. Une manette de commande pourrait être utilisée de manière à faire varier une intensité du courant I. Bien entendu on peut inverser les structures, les bobines étant portées par le manchon 400 et la cage 70 par l'arbre 102.

Dans ce cas il faut prévoir des bagues collectrices sur le manchon 400 et des balais pour coopérer avec ces bagues reliées aux bobines 60. Les balais sont montés coulissant à l'intérieur de cages d'un porte balais monté sur une partie fixe.

Les balais sont alimentés électriquement à partir, par exemple, d'un circuit électrique relié à la batterie et comportant un interrupteur.

Dans un mode de réalisation cet interrupteur est commandé par un ordre issu d'un registre d'entrée sortie d'un micro-contrôleur comportant des mémoires M. Ce micro-contrôleur peut permettre de commander le dispositif 111 en fermant un circuit d'excitation des bobines disposées à l'intérieur de ce dispositif 111 en forme de machine électrique tournante du type asynchrone. Ce micro-contrôleur peut aussi assurer une régulation et ou une synchronisation de la rotation du ventilateur 108 par rapport à une vitesse de rotation de l'arbre 102.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de 35 réalisation décrits.

En particulier, comme décrit dans le document EP A 0 331 559 la paroi 42 du carter 41 peut porter une chambre de refroidissement à l'intérieur de laquelle circule un fluide de refroidissement, tel que le fluide de refroidissement du moteur du véhicule automobile.

Les couvercles 43, 44 peuvent également porter des chambres de refroidissement.

Plusieurs ventilateurs peuvent être prévus.

La figure 3 montre un exemple de réalisation de l'invention dans laquelle deux ventilateurs 501 centrifuges débrayables sont montés de part et d'autre d'un rotor 502 induit de génératrice du type de celle de la figure 1. II en est de même du stator inducteur 503 de la génératrice qui présente donc des bobines.

Les ventilateurs 501 comportent des pales solidaires d'un flasque. Par exemple le flasque est métallique et les pales sont obtenues par découpe et pliage à partir du flasque. En variante les pales sont surmoulées sur le flasque métallique. En variante les pales sont venues de moulage avec le flasque. Dans un mode de réalisation ce flasque présente à sa périphérie interne un manchon pour intervention d'un dispositif de débrayage 111 Plus précisément dans cette figure 3 les ventilateurs sont montés sur l'arbre 102 du rotor par l'intermédiaire de dispositifs 111 de débrayage électriques. Un rotor 505 de ralentisseur tourne à l'intérieur d'un carter 515. Ce carter 515 présente une paroi périphérique 512, analogue à la paroi 42 de la figure 1 et au moins un couvercle 510 d'orientation transversale. Des ouïes 511 d'entrée et des ouies 513, 541 de sortie sont réalisées dans ce carter, respectivement dans le couvercle 510 et dans la paroi périphérique 512 annulaire et d'orientation axiale du carter 515, Ces ouvertures assurent une entrée et une sortie d'un courant d'air 521, 522.

Un stator 515, confondu avec le carter 515 est creusé pour formation d'une chambre 530 de refroidissement précitée, qui est donc portée par le carter 515. Cette chambre 530 se trouve en regard du rotor 505 analogue à celui de la figure 1, et qui présente donc des bobines 514. A l'intérieur de cette chambre 530 circule un liquide de refroidissement, tel que le liquide de refroidissement du moteur du véhicule automobile comme divulgué à la figure 1 du document EP A 0 331 559. La chambre 530 de refroidissement assure un refroidissement des parois du stator.

Les ventilateurs 501 débrayables sont dans cet exemple de type centrifuge. En effet, ces ventilateurs 501 assurent la création d'un courant 521 d'air d'aspiration parallèle à l'arbre 102 et une création de courants 522 d'air de sortie dans une direction globalement perpendiculaire à l'arbre 102.

Les courants 522 d'air rentrent en contact avec les têtes des bobines du stator 503 et du rotor 505 et assurent ainsi un refroidissement de ces bobines. Ces têtes de bobines sont implantées au droit des ouvertures 541, 513 et s'étendent de part et d'autre des corps respectivement du stator 503 et du rotor 505. Ces courants d'air 521 et 522 permettent également de refroidir le carter et/ou le stator du ralentisseur.

Les bobines 514 sont orientées de manière radiale par rapport à l'arbre 102 et créent un champ électromagnétique d'orientation globalement radiale. Les courants de Foucault engendrés par ce champ magnétique circulent donc dans la paroi axiale du stator.

En variante, les bobines 514 sont orientées de manière axiale ainsi que les noyaux associés. Par exemple les noyaux sont solidaires à chacune de leurs extrémités axiale d'un flasque transversal fixé sur l'arbre 102 par exemple par soudage ou emmanchement à force, l'arbre 102 étant moleté à cet effet. Ce mode de fixation est également envisageable pour fixer les rotors des figures 1 à 3.

De préférence, dans ce cas, les chambres 530 de refroidissement sont orientées transversalement par rapport à l'arbre 102 du rotor.

Dans ce cas le stator est en deux parties de stator d'orientation transversale montées axialement de part et d'autre du rotor. Chaque partie de stator constitue un stator élémentaire. Ces parties de stator sont disposées chacune en vis-à-vis du flasque concerné du rotor avec présence d'un faible jeu, ici axial, appelé entrefer entre chaque partie de stator et le roto. Les parties transversales du stator sont reliées entre elles par une partie d'orientation axiale entourant le rotor. Cette partie est pleine ou fractionnée par exemple en tirants.

Dans tous les cas le stator, en une ou plusieurs parties de stator, est implanté en vis-à-vis du rotor avec présence d'un entrefer radial ou axial.

Les parties de stator portent avantageusement au moins une chambre de refroidissement, notamment d'orientation transversale.

Bien entendu, d'autres types de ventilateurs 501 débrayables peuvent être utilisés dans un ralentisseur selon l'invention. Par exemple, on peut utiliser des ventilateurs hélico-centrifuges qui assurent la création d'un courant d'air parallèle à l'arbre 102 et un courant d'air de refoulement incliné par rapport à une direction perpendiculaire à cet arbre 102. On peut aussi utiliser des ventilateurs axiaux permettant de créer un courant d'air d'aspiration et de refoulement qui se propage tous deux parallèlement à l'arbre 102.

Le rotor 502 de la génératrice avantageusement des ouvertures 621 10 traversantes axialement et permettant un passage du courant d'air vers le rotor 505 et ses bobines 514.

De même le ventilateur 501 adjacent au couvercle 510 présente des ouvertures 624 en correspondance avec les ouvertures 621 Dans une variante, le rotor 505 comporte des ouvertures axialement 15 traversantes dans sa base et deux ventilateurs débrayables sont montés de part et d'autre de ce rotor.

Bien entendu on peut augmenter le nombre de stator et de rotor. Ainsi à la figure 1 un rotor supplémentaire peut être prévu.

Deux rotors sont en variante prévus avec présence de trois chambres de refroidissement transversales appartenant au carter; l'une des chambres étant implantée entre les deux rotors. Chaque chambre appartient à un stator élémentaire. Bien entendu il est prévu dans ce cas, dans un mode de réalisation, au moins trois ventilateurs Dans des autres variantes de l'invention, pour débrayer le ventilateur.

108, on fait appel à un dispositif 111 utilisant une poudre magnétisable, dont la viscosité varie en fonction d'une intensité d'un courant électrique qui la parcoure. Cette poudre magnétisable est disposée dans un entrefer existant entre un premier élément annulaire solidaire du ventilateur et un second élément annulaire solidaire de l'arbre 102.

Le premier élément, dans un mode de réalisation, entoure le second élément. Bien entendu l'inverse est possible.

En faisant varier la viscosité de cette poudre à l'aide d'une bobine d'excitation portée par exemple par l'élément annulaire de l'arbre 102, on contrôle un couplage mécanique entre le ventilateur et l'arbre.

En variante on fait appel à un dispositif de débrayage comportant un embrayage électromagnétique.

En variante on fait appel à un dispositif de débrayage mécanique par exemple à friction.

Ce dispositif peut comporter une pièce montée mobile axialement par rapport à l'arbre en étant solidaire en rotation de cet arbre. Cette pièce comporte une première portée conique destinée à coopérer avec une deuxième portée conique solidaire du ventilateur lorsque cette pièce est en position d'engagement.

Par exemple, une manette actionnée par un utilisateur ou un vérin commandé assure une mise en mouvement de la pièce et commande le dispositif 111 de débrayage disposé entre le ventilateur rotatif 108 et l'arbre 102.

Lorsque le ralentisseur est en fonctionnement, une translation de la pièce suivant un axe de l'arbre 102 permet de faire pénétrer la première portée conique à l'intérieur de la deuxième portée conique pour venir en prise avec celle-ci. Le ventilateur 108 est alors entraîné en rotation.

Bien entendu les portées de l'embrayage à friction ont en variante une autre forme, par exemple ces portées sont des portions de sphère. Lorsque la commande utilise un vérin, par exemple du type hydraulique associé à un émetteur ou un vérin électrique, ce vérin peut être commandé à partir d'un micro-contrôleur comportant des mémoires pour assurer une régulation et/ou une synchronisation de la rotation du ventilateur en fonction d'une vitesse de rotation de l'arbre, la force de contact entre les portées complémentaires de friction variant. II peut être également prévu des registres d'entrée et de sortie.

En variante on fait appel à des moyens de crabotage.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits.

Ainsi en variante la génératrice comporte des balais montés dans des cages d'un porte-balais solidaire du carter et/ou du stator du ralentisseur. Ces balais sont soumis à l'action de moyens élastiques montés dans des cages pour solliciter ces balais au contact de bagues collectrices solidaires de l'arbre et reliées par des liaisons filaires aux bobines du rotor du ralentisseur.

En variante le dispositif de débrayage comporte une machine électrique du type asynchrone à réluctance.

L'invention prévoit donc la présence d'au moins un ventilateur 108 rotatif. qui comporte un moyen, dit moyen pour débrayer, pour être débrayé 5 de son entraînement par l'arbre.

Avantageusement ce moyen pour débrayer est commandé.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1 - Ralentisseur (100) électromagnétique pour véhicule automobile comportant: - un arbre (102) de ralentisseur, - au moins un rotor (101) monté sur l'arbre de ralentisseur, ce rotor portant des bobines (107), au moins un stator (110) monté en vis-à-vis de ce rotor et destiné à être monté sur une partie fixe du véhicule automobile, - une génératrice (106) montée sur une extrémité de l'arbre du ralentisseur, la génératrice alimentant les bobines du rotor (101), et - au moins un ventilateur (108) rotatif entraîné par l'arbre (102) du ralentisseur pour créer des courants d'air s'écoulant vers les bobines (107), caractérisé en ce que - le ventilateur (108) rotatif comporte un moyen (111), dit moyen pour débrayer, pour être débrayé de son entraînement par l'arbre (102).

2 - Ralentisseur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen (111) pour débrayer est commandé.

3 - Ralentisseur selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il 20 comporte des moyens pour commander électriquement le moyen (111) pour débrayer.

4 - Ralentisseur selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens pour commander électriquement le moyen (111) pour débrayer comportent au moins une bobine.

5 - Ralentisseur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour commander le moyen pour débrayer comportent un micro-contrôleur qui comporte notamment une mémoire et un registre d'entrée et de sortie.

6 - Ralentisseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en 30 ce que le ventilateur (108) rotatif est monté tournant autour de bobines commandées en courant.

7 - Ralentisseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le ventilateur (108) rotatif est solidaire d'une cage d'écureuil montée autour de bobines commandées en courant et solidaires de l'arbre du ralentisseur.

8 - Ralentisseur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen (111) pour débrayer est une machine électrique tournante du type asynchrone comportant au moins une bobine solidaire de l'arbre du rotor et alimentée électriquement par la génératrice.

9 - Ralentisseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen (111) pour débrayer comporte un embrayage électromagnétique.

10. Ralentisseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moyen (111) pour débrayer comporte une poudre magnétisable dont la viscosité varie en fonction d'une intensité d'un courant électrique qui la parcoure et en ce que cette poudre magnétisable est disposée dans un entrefer existant entre un élément annulaire solidaire du ventilateur (108) et un élément annulaire solidaire de l'arbre (102).

11. Ralentisseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen (111) pour débrayer comporte un dispositif de débrayage mécanique, tel qu'un dispositif mécanique à friction.

12. Ralentisseur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un palier (300), tel qu'un roulement à billes, est interposé radialement 20 entre le ventilateur et l'arbre du rotor du ralentisseur.

13. Ralentisseur selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ventilateurs.

14. Ralentisseur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'un des ventilateurs est solidaire en rotation de l'arbre (102) du ralentisseur, tandis que l'autre ventilateur comporte un moyen (111) pour être débrayé de son entraînement par l'arbre (102) de ralentisseur.

15. Ralentisseur selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'un des ventilateurs est indépendant de l'arbre (102) du ralentisseur et présente une commande pour être débrayer, tandis que l'autre ventilateur comporte un moyen (111) pour être débrayé de son entraînement par l'arbre (102) de ralentisseur.

16. Ralentisseur selon la revendication 13, caractérisé en ce que chaque ventilateur comporte un moyen (111) pour être débrayé de son entraînement par l'arbre (102) de ralentisseur.

17. Ralentisseur selon la revendication 15 ou 16 prises en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la commande pour débrayer le ventilateur est différente d'un ventilateur à l'autre.