Brevet FR2167226A1 — publié le 19730824

L'invention, due à la collaboration de Messieurs Alain CHABANE et Roland GRATTIER, est relative à un dispositif de propulsion à vitesse réglable, notamment pour une installation de transport ou de manutention, comprenant un moteur linéaire d'induction à inducteur court et à élément induit allongé, lesdits éléments étant mobiles l'un par rapport à l'autre sous l'action de la poussée dudit moteur linéaire qui présente une vitesse de synchronisme prédéterminée. On connatt les difficultés de réglage de la vitesse d'un moteur d'induction linéaire et les solutions usuelles, notamment de variation du pas polaire ou du changement de fréquence du courant d'alimentation sont difficiles à mettre en oeuvre et nécessitent des équipements coûteux et compliqués. La présente invention part de la constatation que le moteur linéaire- d'induction s'accommode d'un fonctionnement à glissement élevé si l'on prend soin de remédier aux effets secondaires néfastes de tels glissements. La courbe caractéristique du moteur linéaire d'induction de la poussée en fonction de la vitesse permet en effet de disposer sur un large éventail de vitesses de poussées appréciables. I1 est donc possible d'imposer au moteur une vitesse de déplacement fraction de la vitesse de synchronisme, le moteur fournissant néanmoins une poussée d'une valeur importante. Le dispositif de propulsion selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comporte de plus, associé audit élément inducteur, un dispositif de freinage mécanique coopérant avec ledit élément induit, de manière à exercer une force de freinage antagoniste à ladite poussée, ledit dispositif de freinage étant agencé pour présenter une courbe caractéristique de la force de freinage en fonction de la vitesse de forte pente dans la zone de fonctionnement normal, de façon à faire correspondre à de faibles variations de vitesse de fortes variations de la force de freinage et à imposer des vitesses de déplacement fraction de ladite vitesse de synchronisme. Le dispositif de freinage est, selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, du type à frein centrifuge dont les variations de la force de freinage en fonction de la vitesse sont particulièrement importantes. On obtient ainsi une vitesse de déplacement imposée par le dispositif de freinage qui est pratique ment constante et indépendante des autres résistances à l'avance- me. Le fonctionnernent du moteur à glissement élevé implique un échauffement et plus particulièrement un échauffement de l'élément induit. Dans le cas d'un moteur selon l'invention à induit allongé les contraintes thermiques sont relativement faibles car la partie de l'induit, vue par l'inducteur, est à chaque instant renouvelée par le déplacement relatif.L'utilisation d'un rouleau freineur selon l'invention permet de disposer d'une caractéristique de freinage appropriée et de ne reporter que partiellement la chaleur dégagée par le freinage mécanique sur l'élément induit du moteur. La caractéristique de freinage du rouleau freineur peut être facilement modifiée par l'emploi de ressorts de rappel de forces différentes. A partir d'éléments standards il est donc possible de réaliser des installations à vitesses de déplacement différentes par un simple échange d'une pièce, en l'occurrence d'un ou des ressorts de rappel. Dans les zones de déplacement à vitesse élevée, il est évidemment possible de mettre hors action le rouleau freineur d'une manière bien connue en soi, par exemple par des systèmes de cames ou électro-mécaniques, la vitesse du mobile étant dans ce cas déterminée par la poussée du moteur et l'effort résistant du mobile. Le système de rouleaux freineurs constitue également un dispositif de sécurité freinant- automatiquement les mobiles en cas de défaillance de l'alimentation électrique. On évite ainsi des téléscopages de chariots ou mobiles successifs à grande vitesse. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de mise en oeuvre de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue schématique d'un chariot de convoyeurs équipé d'un rouleau freineur selon l'invention, le flasque avant du chariot étant supposé enlevé; la figure 2 est une vue schématique de droite du convoyeur selon la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective ouverte du rouleau freineur selon la figure 1; la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; la figure 5 représente les courbes caractéristiques de fonctionnement du dispositif selon l'invention. Sur les figures, un chariot 10 comportant deux paires de galets de roulement 12 est susceptible de se déplacer le long d'un rail de support en forme de I 14, les galets 12 roulant sur les faces supérieures des ailes du rail 14. La plaque inférieure du rail 14 constitue l'élément induit 16 d'un moteur linéaire d'induction dont l'inducteur 18, faisant face à la plaque 16, est porté par le chariot 10. Sur un axe transversal fixe 20 du chariot 10 est monté à pivotement une paire de leviers de support 22, dont l'une des extrémités porte un rouleau freineur 24 nanti d'une bande de roulement maintenue au contact de la plaque 16 du rail 14 par des ressorts de traction 26 ancrés à un point fixe du chariot 10 et à l'extrémité opposée du levier 22.On comprend que sous l'action du moteur linéaire 18 le chariot 10 se déplace le long du rail 14 en provoquant une rotation du rouleau freineur 24 à une vitesse de rotation proportionnelle à la vitesse de translation. En se référant plus particulièrement aux figures 3 et 4, on va décrire par la suite le rouleau freineur 24, qui est d'un type bien connu en soi. Le rouleau 24 est constitué par un cylindre creux monté à rotation sur un axe 28 portant un plateau fou 90 de support de masselottes 32, dont la face externe 34 est agencée en surface de friction susceptible de coopérer avec la paroi interne du rouleau 24. Chaque masselotte 32 est montée à pivotement sur un axe 36, de manière à effectuer soit un mouvement d'application contre la paroi intérieure du rouleau 24 ou inversement un mouvement de séparation de cette paroi.Le plateau 30 est solidaire d'un pignon D8 avec lequel engrènent des pignons de démultiplication 40 à double denture, dont seul l'un a été représenté sur la figure 3, entraînées en rotation par une couronne dentée 42 ménagée sur la face interne du rouleau 24. Des ressorts de traction 44, accrochés aux masselottes 32, sollicitent ces dernières en une position centripète de non-freinage. On comprend que lors d'une translation du chariot 10, le rouleau 24 est entraîné en rotation et que cette rotation engendre une rotation à vitesse multipliée et en sens inverse du plateau 30. Les masselottes 32 tendent à s'écarter sous l'action de la force centrifuge et à l'encontre de la force de rappel des ressorts de traction 44 et a s' appliquer contre la surface interne agencée en tambour de frein du rouleau 24. La forte démultiplication résultant des dentures 38, 40, 42 fournit des caractéristiques de la force de freinage en fonction de la vitesse de déplacement de forte pente, dont trois sont représentées à titre d'exemples par les courbes I, II et III sur la figure 5. Selon la force de rappel des ressorts 44, le rouleau freineur présente une caractéristique selon la courbe I, II ou III.Sur la figure 5, est également représentée la courbe poussée-vitesse IV d'un moteur linéaire d'induction et l'on voit que pour un rouleau freineur du type I le chariot se déplace à une vitesse voisine de la vitesse V1 correspondant au point d'intersection des courbes I et IV. Les courbes caractéristiques composites du moteur et du rouleau sont représentées respectivement en I', II', III'. La vitesse de translation n'est pas exactement égale à V1 car il convient de tenir compte de l'ef- fort résistant propre du chariot, lequel effort peut d'ailleurs être un effort moteur dans le cas d'une pente de l'installation. De faibles variations de la vitesse impliquent néanmoins de fortes variations de la résistance à l'avancement due au rouleau freineur et en première approximation la vitesse est constante et une fraction de la vitesse de synchronisme Vs du moteur linéaire. Le rouleau freineur 24 fonctionne dans les deux sens et une inversion du sens de marche nécessite une simple inversion du sens de poussée du moteur linéaire 18. Dans l'exemple illustré par les figures le rouleau freineur 24 coopère avec la plaque induit 16 du moteur, mais il est bien entendu qu'il pourrait être disposé de manière à être au contact d'une autre partie du rail 14. Le rouleau freineur 24 peut être placé en une position inactive, par exemple par des systèmes de cames (non représentés) solidaires du rail 14, qui écartent le rouleau 24 de la surface 16. L'effort de freinage étant supprimé le chariot 10 se déplace alors à la vitesse normale.Le rouleau 24 peut également autre maintenu en position inactive en permanence, des cames fixes provoquant sa mise en contact du rail 14 uniquement dans les zones de ralentissement, par exemple dans les zones précédant un arrêt. Le rouleau freineur 24 est avantageusement agencé pour présenter un seuil de fonctionnement qui conserve intégralement la poussée de démarrage du moteur. L'invention n'est bien entendu nullement limitée au mode de mise en oeuvre plus particulièrement décrit et représenté à titre d'exemple aux dessins annexés, mais elle s'étendbien au contraire à toute variante restant dans le cadre des équivalences mécaniques ou électriques, notamment à celle dans laquelle le moteur serait d'un type différent ou $ celle encore dans laquelle le moteur serait stationnaire, I'élément induit allongé étant animé d'un mouvement de translation ou à celle dans laquelle le rouleau freineur serait associé ou incorporé à des galets de guidage ou de support. REVENDICATIONS 1. Dispositif de propulsion à vitesse réglable, notamment pour une installation de transport ou de manutention, comprenant un moteur linéaire d'induction à inducteur court et à élément induit allongé, lesdits éléments étant mobiles l'un par rapport à l'autre sous l'action de la poussée dudit moteur linéaire, qui présente une vitesse de synchronisme prédéterminée, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus, associé audit élément inducteur, un dispositif de freinage mécanique coopérant avec ledit élément induit, de manière à exercer une force de freinage antagoniste à ladite poussée, ledit dispositif de freinage étant agencé pour présenter une courbe caractéristique de la force de freinage en fonction de la vitesse de forte pente dans la zone de fonctionnement normal, de façon à faire correspondre à de faibles variations de vitesse de fortes variations de la force de freinage et à imposer des vitesses de déplacement fraction de ladite vitesse de synchronisme. 2. Dispositif de propulsion selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit dispositif de freinage comporte un rouleau freineur connu en soi dont la bande de roulement coopère avec l'élément induit allongé, de manière à engendrer un mouvement de rotation dudit rouleau lors d'un mouvement relatif de défilement de l'induit par rapport au rouleau, et un frein centrifuge tendant à freiner ladite rotation du rouleau avec une force fonction de la vitesse de rotation. 3. Dispositif de propulsion selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit frein centrifuge comporte des masselottes et des ressorts de rappel desdites masselottes lesdits ressorts étant interchangeables pour permettre une variation de ladite caractéristique force de freinage - vitesse par un choix approprié desdits ressorts et à régler ainsi ladite vitesse de déplacement. 4. Dispositif de propulsion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus des moyens de commande de mise hors ou en service dudit dispositif de freinage mécanique respectivement dans des zones de déplacement à grande vitesse ou des zones à faible vitesse. 5. Dispositif de propulsion selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont agencés pour mettre en service ledit dispositif de freinage dans les zones pré cédant un point d'arrêt. 6. Dispositif de propulsion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un chariot mobile portant ledit élément inducteur et ledit dispositif de freinage mécanique et susceptible de se déplacer le long dune trajectoire définie par un rail formant ledit élément induit. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit dispositif de freinage est agencé pour un fonctionnement dans les deux sens de déplacement, les caractéristiques de freinage étant sensiblement identiques. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit dispositif de freinage est associé à un galet de guidage ou de support dudit chariot.