Brevet FR2132470A1 — publié le 19721117

L'invention concerne un moteur linéaire du type à peigne, comportant des paquets de tôles étalées, recti-lignes, munis de rainures destinées à recevoir les bobines excitatrices polyphasées, les têtes d'enroulement des bobines faisant 5 saillie hors des rainures. Les bobines excitatrices sont logées d'une manière polyphasée sous forme d'enroulements à une seule couche ou à deux couches dans les rainures du paquet de tôles qui sont constitués par des peignes simples o» par des peignes doubles. 10 Les paquets de tôles de tels peignes doivent être assemblés entre eux mécaniquement ce qui signifie que les les tôles d'induit contenues dans ces paquets doivent pouvoir être réunies dans la direction de la largeur du paquet, après une compression préalable en un paquet compact. 15 En outre, il faut que ces paquets de tôles soient fixés à leur support, par exemple à un rail ou à un chariot et d'une manière générale à une base afin que soit obtenue du côté commande et du côté opposé du moteur linéaire une liaison par force et par forme. 20 On connaît des moteurs linéaires du type à peigne dans lesquelsfafin que soient atteints les deux buts indiqués ci-dessus des supports en forme de cornières sont vissés aux étriers en paquets de tôles au moyen de boulons. Ces supports en forme de cornières sont vissés ensuite à la 25 base au moyen d'un autre boulon de fixation. On a besoin par conséquent}pour l'assemblage et pour la fixation des paquets de tôles, d'un support en forme de cornière et de deux boulons (figure l). De tels supports en forme de cornière sont soumis, quand le moteur linéaire est en fonctionnement, non seulement 30 à une sollicitation au cisaillement, mais aussi à une sollicitation à la flexion. Cela rend absolument nécessaire une augmentation de la section droite des supports en forme de cornière. La vis pour la fixation du support en forme 35 de cornière à la base (ou quand on emploie une tige filetée, 1'écrou de cette dernière) doivent pouvoir être introduits entre le support en forme de cornière et la tête de l'enroulement de la bobine. Il faut pour cela une place considérable dans la direction de la hauteur de l'étrier (figure l). En 40 outre, il faut que la vis pour la fixation du support en forme 72 11981 - 2 - 2132470 de cornière au patquet de tôles (ou si l'on emploie une tige filetée, l'écrou de cette dernière puissent être introduite . En outre il faut, pour la mise en place de l'aile de la cornière de fixation s'étendant dans la direction de la hauteur de 3 11étrier donner à la hauteur une valeur plus grande que celle qui serait nécessaire pour que compte soit tenu de l'induction magnétique. En outre il faut que les surfaces d'appui des supports en forme de cornières soient soumises sur une machine à rectifier à mune rectification plane, ce qui exige une grande 10 dépense de main d'oeuvre. Les hauteurs d'étrier qui seraient nécessaires pour les moteurs linéaires si l'on tenait compte seulement de l'induction dans 1'étrier pourraient être relativement faibles. Mais les réalisations de moteurs linéaires que l'on a pu rencontrer jusqu'à présent dans la pratique 15 ont montré que l'on ne s'imposait aucune limitation pour ce qui concerne la hauteur de 1'étrier. Il s'ensuit que> ces moteurs linéaires sont, dans la même mesure, plus grands et plus lourds qu'il ne serait absolument nécessaire. En outre., il se produit, lors de l'inversion cinématique, quand la partie excitatrice 20 est en mouvement et que la partie secondaire est immobile, des inerties de masses relativement grandes. Si l'on se base pa;r exemple sur une induction magnétique dans 1'étrier ayant une valeur B = 16 000 gauss on pourrait au point de vue électromatique, étant donné les 25 valeurs usuelles, concernant les petits moteurs linéaires, pour le nombre de rainures par pôle et par phase, maintenir 1'étrier étroit. Les grandes hauteurs d'étrier que l'on observe d'une manière générale dans les moteurs linéaires connus doi-30vent être attribuées en grande partie au procédé de fixation décrit ci-dessus, au moyen de supports en forme de cornières. L'invention a pour but de réaliser la fixation du paquet de tôles à la base d'une manière telle que puissent être obtenues les plus petites hauteurs d'étrier magnétiquement 35 admissibles et que puissent être abaissés les frais de fabrication du moteur linéaire. L'invention est caractérisée en ce que pour la fixation du paquet de tôles et en même temps pour l'assemblage de ces tôles, il est prévu une traverse qui est placée dans une i(.0fente passant à travers le plaquet de tôles dans le sens trans 72 11981 - 3 - 2132470 versai, cette traverse ayant une section droite qui correspond essentiellement à celle de la fente. Conformément à l'invention, la distance entre cette fente et le fond des rainures forme - un minimum 5 qui dépend de l'induction admise dans 1'étrier, la hauteur qui reste entre la traverse et le bord extérieur de 1'étrier formant un minimum qui ne dépend que de la résistance mécanique. la traverse présentant à ses deux extrémités qui font saillie au-delà du paquet une section droite qui est déformée et qui 10 diffère des dimensions intérieures de l'ouverture pour la fente, cette traverse présentant en outre un trou taraudé dans lequel est engagée une tige filetée de fixation qui passe à travers un évidement ménagé dans les tôles et qui s'étend jusqu'à une base ou jusqu'à un arrêt analogue. Conformément à 1'inven-15 tion, le filetage est taillé en outre dans le paquet de tôles. De préférence, les traverses ne sont isolées ni magnétiquement , ni électriquement, elles ont une section droite rectangulaire, large dans la direction longitudinale du peigne étroite dans la direction de la hauteur de 1'étrier. 20 La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 représente le mode de fixation du paquet de tôles au moyen de supports en forme de cornières 25 et de vis, suivant l'état actuel de la technique , - la figure 2 représente par une vue en élévation latérale, le mode de fixation du paquet de tôles au moyen de traverses, suivant l'invention, - la figure 3 représente le mode de fixation du 30 paquet de tôles au moyen d'une traverse suivant la figure 2, la traverse voisine se trouvant à la distance t ; la figure est une coupe qui montre aussi la vis de fixation. - la figure 4 est une vue en plan correspondant à la figure 3» 35 - les figures 5> 5a et 6 montrent des détails de l'invention, la figure 5 étant une vue en plan qui correspond à la figure 2, - la figure 7 montre une vue en élévation latérale d'une traverse qui a été défoï'mée par élargissement 40 suivant l'invention. - la figure 8 représente une vue en plan de la même traverse suivant 15invention.» 72 11981 2132470 - la figure 9 représente une variante de l'invention avec taraudage dans le paquet de tôles. Sur la figure 1 est réprésenté tin paquet de tôles qui est fixé au support d'une manière connue au moyen 5 de vis 19a et 19b. Chacune de ces vis passe à travers un alésage du support18 en forme de cornière et la fixation est assurée par les têtes de vis correspondantes 20a et 20b. La tête d'enroulement 5 fait souvent saillie au delà du plan 4-4' (fond de rainure) dans la direction de la hauteur de 1'étrier. Pour 10 l'introduction du boulon fileté entre le support d'enroulement et la tête d'enroulement, il est par conséquent nécessaire de disposer d'une manière connue (suivant la représentation donnée sur le dessin en traits interrompus) de beaucoup de place suivant la direction de la hauteur de 1'étrier. De même, 15 quand on emploie au lieu de vis des tiges filetées avec écrou. il est nécessaire de disposer d'une place importante suivant la hauteur de 1'étrier pour l'introduction de 1'écrou entre la tige filetée et la tête d'enroulement . Par contre, sur la figure 2, est représentée 20 une traverse 3 qui est disposée dans le paquet de tôles 2 (dans 1'étrier). Sur la figure 3, est représentée en coupe une autre traverse 3 à la distance (t = division des traverses ou des vis) dans une fente 1 de 1'étrier 2. Au-dessus du plan 25 4-4' correspondant au fond de rainure, il n'est pas prévu , de préférence, suivant l'invention que soient disposées des têtes d'enroulement quand il est fait usage d'un mode d'enroulement connu en soi ; mais,.même si les têtes d'enroulement 5 des bobines 6 faisaient saillie au-delà du plan 4-4' ,ces têtes et 30 la traverse ne se gêneraient pas en raison de la disposition suivant l'invention de la traverse. Les têtes d'enroulements peuvent s'étendre par conséquent dans la direction de la hauteur hj de 1'étrier dans la mesure convenable , compte tenu des points de vue généraux ayant trait à la consommation de cuivre pour les 35 bobines, à la dispersion électromagnétique et aux pertes de chaleur par dissipation de courant,sans que, comme on sait, Le dispositif de fixation ait besoin d'être déplacé davantage ou prolongé dans la direction de la hauteur de 1'étrier. Il est par conséquent possible d'appliquer 40 l'invention à toutes les formes de têtes d'enroulement des 72 11981 - 5 - 2132470 enroulements courants à une seule couche et à deux couches. Cela présente l'avantage que le bord supérieur de la tête d'enroulement ne joue plus un rôle déterminant pour ce qui concerne la distance du dispositif* de fixation au bord supérieur de 1'étrier 5 c'est à dire pour ce qui concerne la hauteur du dispositif de fixation dans la direction de la hauteur hj de 1'étrier. Le paquet de tôles est maintenu au moyen d'encoches 7»7'> 8,8' qui sont disposées à une distance appropriée des bords latéraux de limitation de la traverse. Ces enco-10 ches sont mandrinées c'est à dire élargies par écrasement, de sorte que les différentes tôles 13 sont maintenues sous une contrainte mécanique après qu'à été exécutée une action de compression. Pour fixer le paquet de tôles au support, on fixe la traverse 3 par l'intermédiaire d'une tige filetée 10 avec 15 filetage 9 à la base 12. La tige filetée peut être introduite librement à travers un évidement 11 dans les tôles d'induit (fig. 2 & 3) ou bien, suivant une variante de l'invention, le filetage 9 peut être taillé non seulement dans la traverse mais aussi dans la tôles (fig.9). Quand il est fait usage de peignes 20 inducteurs larges, on peut se servir de plusieurs tiges filetées. Afin que puisse être obtenue une hauteur d'étrier hj, aussi petite que possible, la traverse 3 est large dans la direction longitudinale du peigne et étroite dans la direction de la hauteur de 1'étrier. 25 Dans les petits moteurs linéaires du type à peigne qui sont employés souvent, les pertes par courants de Foucault, si une induction magnétique B = 16 000 gauss est maintenue dans 1'étrier sont faibles non seulement dans la partie utile hn de 1'étrier L, mais aussi dans la traverse massive 30 et 1'échauffement résultant de ces courants est faible aussi. La même observation s'applique aussi aux pertes qui sont produites par le flux magnétique résiduel passant à travers la partie restante ha comprise entre la traverse et la limitation extérieure de 1'étrier. 35 En conséquence, et conformément à l'inven tion, les traverses 3 de préférence, ne sont isolées ni magnétiquement , ni électriquement. Les courants de Foucault prenant naissance dans ces traverses elles-mêmes et dans les courts-circuits provoqués éventuellement par elles ainsi que les pertes b0 provoquées par ces courants parasites peuvent être supportés dans le 72 11981 - 6 - 2132470 dans le cas normal de petits moteurs linéaires. Ces courants de Foucault sont détournés en partie par les champs magnétiques alternatifs non voulus qui les produisent. Un isolement simple et peu couteux de la 5 traverse 3 obtenu par exemple au moyen de vernis pourrait lors du montage de la traverse dans la fente qui la reçoit, et lors du pressage qui suit du paquet de tôles 2, être éventuellement détérioré et se trouver ainsi rendu en partie inutile. Pour cette raison ainsi que pour l'économie que cela permet de réali-10 ser, l'invention prévoit de préférence des traverses qui ne sont isolées ni électriquement, ni magnétiquement. Lorsque pour des moteurs linéaires relativement grands et dans des cas exceptionnels, les pertes par courants de Foucault pourraient jouer un rôle important de 15 sorte qu'il serait nécessaire de les limiter au moyen d'une couche isolante, il faudrait que cet isolement fut suffisamment résistant au point de vue mécanique et par suite il serait coûteux. Pour cette raison, une variante de l'invention prévoit de disposer les traverses, non isolées, à des distances jfc l'une 20 de l'autre, dans l'étrier (fig. 2&3) , distances telles que les courants de Foucault deviennent aussi faibles que possible. C'est le cas qui se présente quand la distance entre traverses en direction longitudinale est égale au pas polaire du champ de base du champ mobile. Les courants de Foucault induits par le 25 champ de base et qui, dans des conditions défavarables auraient pu se fermer par l'intermédiaire des traverses et des tôles d'induit, sont alors évités. D'une manière tout à fait générale, la distance ha, c'est à dire la partie comprise entre la traverse 3 30 et le bord extérieur de l'étrier n'est déterminée que par la résistance mécanique. Pour ha, on s'efforce suivant l'invention d'avoir une valeur minimale dont la grandeur est pratiquement comprise entre 3 & 5mm. Une autre variante de l'invention pour des 35 cas exceptionnels de très grandes inductions d'étrier et de très grands pas polaires prévoit que sur une face du paquet de tôles la traverse 3 ne soit pas pressée directement sur le pagne de tôles 2, mais qu'il soit fait usage en tant que couche intermédiaire, d'un flan 15 isolé électriquement (couche isolante 16) suivant sa face inférieure, ainsi que le montre la figure 5a. 72 11981 - 7 - 2132470 Suivant une autre variante de l'invention, le mandrinage ou l'écrasement de la traverse 3 sur l'une des faces du flan isolé 15 et la disposition liée à ce mode de construction des tôles, contre un appendice fixe, peuvent être rem— 5 placés par un petit pied 17 disposé contre la traverse (fig.6) Les figures 7 & 8 représentent des conformations de la traverse ne comportant pas d'encoches. C'est seulement pour les cas exceptionnels devant être considérés comme extrêmement défavorables, avec de 10 très grands pas polaires et de très grandes inductions d'étriei*" que la traverse pourrait recevoir par mesure de précaution un isolement de protection ayant une épaisseur et une résistance mécanique appropriées. L'invention présente cet avantage particulier 15 que la hauteur de l'étrier de moteurs linéaires dans une exécution en peigne est maintenue aussi petite que possible de telle sorte que peuvent être atteintes les petites hauteurs d'étrier admissibles compte tenu de l'induction d'étrier. En outre, l'invention permet de faire l'économie d'une partie 20 des dépenses supplémentaires auxquelles il serait nécessaire de faire face en l'absence de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres for-25 mes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 72 11981 - 8 - 2132470 REVENDICATIONS 1°/ Moteur linéaire du type à peigne, -W 1 comportant des paquets de tôles étalées rectilignes, munis de rainures destinées à recevoir les bobines excitatrices polyphasées, 5 les têtes d'enroulement des bobines faisant saillie hors des rainures, moteur linéaire caractérisé en ce que, pour la fixation de paquet de tôles et en même temps pour l'assemblage des tôles, est prévue une traverse qui est placée dans une fente passant à travers le paquet de tôles dans le sens transversal, cette tra-10v®^se ayant une section droite qui correspond essentiellement à celle de la fente, la distance entre cette fente et le fond des rainures formant un minimum qui dépend de l'induction admise dans l'étrier, la hauteur qui reste entre la traverse et le bord extérieur de l'étrier formant un minimum qui ne dépend que de 15 la résistance mécanique, la traverse présentant à ses deux extrémités faisant saillie au-delà du paquet une section droite qui est déformée et s'écarte des dimensions intérieures de l'ouverture pour la fente, cette traverse présentant en outre vin trou taraudé dans lequel est engagée une tige filetée de fixation qui passe à tra-20 vers un évidement ménagé dans les tôles et qui s'étend jusqu'à une base ou un arrêt quelconque. 2°/ Moteur linéaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le filetage est taillé aussi dans le paquet de tôles. 25 3°/ Moteur linéaire suivant l'une des re vendications 1 & 2, caractérisé en ce que les traverses ne sont isolées, ni électriquement, ni magnétiquement. k°/ Moteur linéaire suivant l'une des revendications 1 & 3j caractérisé en ce que les traverses ont une 30 section droite rectangulaire telle qu'elles sont larges dans la direction longitudinale du paquet de tôle (peigne) et étroites suivant la direction de la hauteur de l'étrier. 5°/ Moteur linéaire suivant l'une des revendications 1 & b, caractérisé en ce que la traverse présente, à 35 ses extrémités en saillie vers l'extérieur au-dela du paquet de tôles, des encoches disposées perpendiculairement à la direction du champ mobile, encoches qui par leur écrasement assemblent le paqu 6°/ Mot eur linéaire suivant l'une des reven dications 1 à 5> caractérisé en ce que la distance des traverses 40 entre elles dans la direction du mouvement du champ mobile est 72 11981 9 2132470 égale au pas polaire. 7°/ Moteur suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la traverse est disposée de manière à pouvoir être pressée par l'écrasement qu'elle subit sur un côté de l'étrier, contre un flan plat, muni sur sa face inférieure d'un isolement. tion 7, caractérisé en ce que la travese, du côté tourné vers le flan, est munie d'un pied. tions 1 à 4, caractérisé en ce que la traverse ne comporte pas de fentes latérales et assemble à ses extrémités le paquet par refoulement du métal. 8°/ Moteur linéaire suivant la revendica- 0 9°/ Dispositif suivant l'une des revendica-