Brevet FR2146429A1 — publié le 19730302

L'invention concerne des entrarnements électriques intermittents ou continus pour engins de levage et transporteurs servant à transporter ou à transborder des marchandises. On connatt des entrarnements dans lesquels un ou plusieurs moteurs électriques agissent de façon classique par un rotor tournant à grande vitesse sur des trains démultiplicateurs correspondants et ensuite, avec une moindre vitesse de rotation et un plus grand couple, sur l'élément d'entrainement direct. On entrain ainsi par exemple des treuils de tout genre dans des engins de levage dont le tambour d'enroulement nécessite une vitesse initiale relativement faible et des couples élevés. C'est également le cas pour les entrainements de propulsion des grues mobiles ou des engins de levage sur rails tels que les grues à portique, les grues tournantes de port ou de chemin de fer. Des transporteurs à fonctionnement continu, par exemples des transporteurs à godets, des transporteurs circulaires ou des courroies transporteuses, sont aussi entrainés de cette façon connue. L'inconvénient de la structure employée antérieurement pour ces entratnements réside dans les masses relativement grandes qui résultent de l'utilisation des moteurs électriques classiques et des trains d'engrenages à grandes démultiplications. En outre, le grand encombrement de ces entraînements est désavantageux, en particulier parce que les structures porteuses qui les entourent doivent être adaptées à cet encombrement. Pour cette raison, dans les courroies transporteuses par exemple, on a appliqué antérieurement des tambours à courroie à l'intérieur desquels étaient logés des moteurs électriques et transmissions spéciaux. En utilisant des moteurs à bride et des moto-freins, on a tenté de diminuer l'encombrement, la masse et le cott de ces entrarnements. I1 est connu en outre d'assurer le mouvement de propulsion d'une grue mobile en utilisant des moteurs linéaires pour engendrer des mouvements de translation, Le rail qui représente le rotor dans le moteur linéaire est disposé sur la voie et le moteur linéaire à stator court tire ou pousse directement la grue le long de ce rail. L'inconvénient de ce mode d'entraînement est à nouveau que les grandes vitesses des moteurs linéaires ne peuvent pratiquement pas être utilisées et que souvent, il faut travailler dans la gamme où le patinage est élevé et le rendement mauvais. En outre, étant donné les jeux transversaux et les écarts de la voie, le maintien exact de l'entrefer entre rail de rotor et stator n'est pas assuré. L'invention a pour but de fournir un entraînement relativement léger, peu encombrant et économiquement avantageux, qui fonctionne avec un rendement relativement bon. L'invention vise à fournir un entraînement destiné aux engins de lavage et aux transporteurs, convenant au fonctionnement intermittent et/ou continu et qui nécessite relativement peu de composants pour pouvoir fonctionner. Selon l'invention, on y parvient grâce au fait qu' un moteur linéaire en lui-même connu transmet sa force de poussée sous forme de force circonférentielle à un rail de rotor constituant un rail d'entratnement et que l'on obtient ainsi un entratnement à disque à couple élevé et à vitesse de rotation relativement faible, avec un encombrement réduit et une masse réduite, en évitant les grandes démultiplications de transmission. Cet entrainement à disque peut aussi servir de dispositif de freinage par inversion du courant. L'entraînement à disque est obtenu par le fait qu'à la circonférence d'un disque d'entraînement jouant le rôle d'un rotor est disposé un stator constituant un moteur linéaire à stator simple. I1 est nécessaire qu'en face du stator soit disposée une masse qui assure le retour. La puissance du moteur linéaire est accrue lorsque deux stators opposés coopèrent avec le disque d'entraînement, en tant que moteur linéaire à double stator. Mais en tout cas, il est possible de travailler avec un entrefer constant ou réglable sur les cotés du rail de rotor (disque d'entraînement). Par la définition exacte de la position des stators et du disque d'entratne- ment, l'entraînement à disque peut tirer parti des avantages de l'entraînement à moteur linéaire exempt d'usure et à très petit entrefer Pour augmenter le couple et pour diminuer les vitesses de rotation, on peut relier le disque d'entraînement à un réducteur de vitesse approprié, par exemple à un train d'oX- grenages ou à un mécanisme planétaire. En faisant varier le diamètre du disque, il est possible aussi de faire varier la vitesse de rotation et le couple de cet entraînement par paliers normalisés ou dans des gammes quelconques. On peut aussi augmenter le couple en fixant sur un arbre d'entraînement un nombre quelconque de disques d'entraînement. Les stators peuvent coopérer avec les disques d'entraînement, chacun d'un coté ou symétriquement par rapport à l'axe d'entraînement. En outre, on peut encore obtenir toutes puissances voulues de l'entraînement à disque si les stators comportent plusieurs faces polaires rectangulaires ou en forme de secteurs, disposées sur la circonférence du ou des disques d'entraînement pour augmenter le nombre des ensembles de moteur linéaire, ou bien sur le ou les guides annulaires de rotor du ou des disques d'entraînement pour augmenter la surface polaire effective. On peut aussi obtenir le même effet si l'on dispose cote à cbte plusieurs stators qui coopèrent avec les disques d'entraînement. Les stators peuvent aussi présenter une structure dans laquelle leurs faces polaires sont courbées jusqu'à un angle très obtus et entourent dans cette région le disque d'entraînement. On expliquera l'invention ci-après à propos de quelques exemples d'exécution représentés par les dessins sur lesquels : - la figure 1 montre l'entraînement à disque d'un treuil, - la figure 2 l'entraînement à disque de treuil muni d'un réducteur à roues droites, - la figure 3 l'entrainenent à disque de treuil muni d'un réducteur planétaire, - la figure 4 l'entraînement à disque de treuil muni de deux cibles qui s'y enroulent, - la figure 5 un entraînement de propulsion avec entraînement direct à disque, - la figure 6 un entraînement de propulsion avec entratnement à disque au moyen d'un réducteur, - la figure 7 un tambour à courroie avec entraSne- ment direct à disque, - la figure 8 un tambour à courroie avec réducteur, - la figure 9 montre le disque d'entraînement, les faces polaires du stator étant représentées en forme de secteurs, - la figure 10 montre le disque d'entraînement avec un stator qui l'entoure sous un angle obtus, - la figure 11 l'entraînement à disque comportant plusieurs disques d'entraînement placés côte à côte. Sur la figure 4, la joue 2 du tambour d'enroulement 1 constitue directement le disque d'entraînement 3 ou encore, le disque d'entraînement 3 est accouplé par bride à la joue 2. Le tambour 1 et donc aussi le disque d'entraînement 3 qui lui est relié rigidement sont montés conjointement des deux côtés dans des paliers appropriés 4, 5. A la circonférence du disque d'entraînement 3, le stator 6 est disposé sous forme de moteur linéaire à stator simple ou bien les stators 6, 7 sont disposés sous forme de moteur linéaire à double stator, le disque d'entraînement 3 jouant le rôle du rotor. Un tambour d'enroulement 1 est muni, sur la figure 2, d'une couronne dentée 8 et d'un pignon 9 constituant un réducteur à roues droites. Le pignon 9 est monté avec le disque d'en- traînement 3 sur un arbre 10. Pour augmenter le couple et pour diminuer la vitesse de rotation, le réducteur constitue sur la figure 3 un étage planétaire comportant les satellittes il et la roue planétaire 12. Le tambour 1 est monté du côté de l'entraînement, par exemple sur la roue planétaire 12 et celle-ci est à nouveau montée dans les paliers 13, 14, conjointement avec le disque d'entratne- ment 3 qui est relié aux roues planétaires. La figure 4 montre une disposition avantageuse du disque d'entraînement 3 sur le tambour 1, dans le cas où deux câbles s'enroulent. Mais ici encore, il est possible d'interposer un réducteur ou un étage planétaire. La figure 5 montre l'exemple d'un entraînement de propulsion qui est entraîné par le disque d'entraînement 3 disposé sur l'essieu de propulsion 15. Mais, comme le montre la figure 6, sur l'essieu de propulsion 15 peut aussi être disposée par exemple une couronne dentée 16 qui est entraînée par un pignon 17 relié au disque d'entraînement 3. La figure 7 montre l'exemple d'un entraînement à disque pour courroies transporteuses. La courroie 18 passe de façon usuelle sur un tambour à courroie 19 et est entraînée grâce à un frottement (e F ). Le tambour à courroie 19 est accouplé directement au disque d'entraînement 3 sur le mdme arbre 20 et tous deux sont montés conjointement. Mais le tambour à courroie peut aussi être entraîné par l'intermédiaire d'un réducteur formé par exemple d'un pignon 21 et d'une couronne dentée 22, comme le montre la figure 8. Les faces polaires des stators 6, 7 peuvent avoir une forme de secteur 23 ou une forme courbée 24. Sur la figure 9, on peut voir que lorsqu'on utilise des stators 6, 7 comportant des faces polaires en secteur 23, un grand nombre d'ensembles de moteur linéaire peuvent titre disposés sur le rail annulaire de rotor du disque d'entraînement 3. On obtient ainsi une utilisation optimale du rayon d'action de la force de poussée. La figure Il montre la disposition de plusieurs disques d'entraînement 3 agissant sur un arbre et autour desquels les stators 6, 7 sont disposés sous forme semblable ou symétrique. Avec cette disposition, on peut installer de façon peu encombrante des puissances d'entraînement extrêmement grandes. REVENDICATIONS 1 - Entraînement électrique pour engins de levage et transporteurs caractérisé par le fait que pour assurer un entraînement à disque ou un freinage à disque, à la circonférence d'un disque d'entraînement jouant le rôle d'un rotor sont disposés, soit un stator constituant un moteur linéaire à stator simple soit deux stators constituant un moteur linéaire à double stator avec un entrefer constant ou réglable sur les côtés du rail de rotor du disque d'entraînement. 2 - Entraînement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que pour augmenter le couple et pour diminuer les vitesses de rotation, le disque d'entraînement est relié à un pignon et à une roue dentée connus comme réducteur ou à des formes quelconques de train démultiplicateur. 3 - Entraînement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que pour augmenter le couple, un nombre quelconque de disques d'entraînement dont les stators sont disposés de façon semblable ou symétrique sont disposés sur au moins un arbre d'entraînement. 4 - Entraînement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que dans les stators, plusieurs faces polaires en forme de secteur sont disposées sur la circonférence pour augmenter le nombre des ensembles de moteur linéaire ou sur le rail annulaire de rotor du disque pour augmenter la surface polaire utile. 5 - Entraînement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les faces polaires des stators sont courbées jusqu'à un angle très obtus dans les stators et entourent le disque d'entraînement.