Brevet FR2232123A1 — publié le 19741227

L'invention concerne un dispositif d'entraînement de corps cylindriques ou non autour d'un axe de rotation. Dans le cas de mouvement nécessitant une puissance élevée, avec une vitesse relativement réduite, les solutions classiques conduisent à utiliser un ensemble moteur et réducteur relativement complexe ce qui crée des couples élevés là o; les efforts demandés étaient moyens C1 est ainsi que sont entraînés, par exemple, des treuils, des enrouleurs de câble, des systèmes de manutention rapide du type vireur, armeuse qui nécessitent des couples élevés, surtout lors des mouvements transitoires : accélération, décélération. L'inconvénient principal de ces systèmes est leur grande inertie en rotation qui résulte des importantes démultiplications utilisées qui nécessitent alors des structures supports, des encombrements et des poids importants. De plus, les éléments de transmission mécanique utilisés imposent une conception particulière, adaptée à l'utilisation'envisagée, ainsi ainsi qu'une construction mettant en jeu des ajustages relativement précis. L'invention a pour but de Fournir un entraînement relativement léger, compact, économique, qui n'utilise que des éléments standards juxtaposables et ne nécessite aucun ajustage particulier. L'invention vise à fournir un entraînement destiné à la mise en rotation de structures importantes et aux engins de traction en général que sont par exemple les treuils, les bobineuses, et les cabestans, convenant particulièrement au fonctionnement intermittent et/ou continu, et nécessitant relativement peu de composants. Selon l'invention, on y parvient grâce au fait qu'un moteur linéaire transmet sa force de poussée sous forme de force circonférencielle à une couronne servant de rail rotor. On obtient ainsi un entraînement rotatif à couple élevé et à vitesse relativement faible, l'encombrement étant d'autant plus réduit que les moteurs linéaires sont placés à l'intérieur de la couronne, ainsi que leur structure support. Cet entraînement peut être utilisé en frein par inversion du courant, ou même en partie par l'alimentation des moteurs en courant continu. Dans les 2 cas, un Prein complémentaire d'arret est nécessaire. L'entraînement de la couronne jouant le rôle de rotor est obtenu soit par un moteur linéaire à stator simple, une masse disposée en face du stator assure alors le retour du lux magnétique, soit par un moteur linéaire à double stator ou à stator multiple, ce qui augmente la puissance installée et améliore le rendement de l'ensemble. Le choix judicieux de l'entrefer et de la vitesse de synchronisme fournit la courbe caractéristique de fonctionnement souhaitée. En faisant varier la distance des moteurs à l'axe de rotation de l'ensemble, on fait varier en même temps la vitesse nominale et le couple exercé, ce qui permet d'assurer une certaine régulation de l'ensemble. En outre, toutes les puissances voulues peuvent être obtenues si on place sur la même couronne le nombre de moteurs linéaires nécessaires. Dans le cas où l'espace disponible n'est pas suffisant, on utilise alors plusieurs couronnes identiques ou non afin de disposer des surfaces polaires nécessaires. Les réactions de la structure tournante sur les zones de guidage dépendent de la position et de la répartition des moteurs linéaires sur la couronne d'entraînement, on peut faire en sorte de minimiser celles-ci afin de diminuer la fatigue, la masse, et le coat de l'ensemble. Les exemples de montage et d'exécution représentés par les dessins expliquent ci-après l'invention - La figure 1 montre la disposition dlun ensemble de moteurs linéaires par rapport à une couronne d'entraînement. - La figure 2 montre l'installation des stators d'un moteur linéaire et un exemple de forme de la partie de rotor qui sert d'induit. - La figure 3 montre un exemple d'installation d'ensembles d'entraînement couronne et moteurs, complétés d'un système de frein, tous ces éléments étant disposés à l'intérieur de la structure tournante guidée elle-même par 2 paliers. Sur la figure t, une structure fixe 1 sert de support aux moteurs linéaires 2, lesquels communiquent leur effort de poussée à la couronne 3 reliée à la structure mobile 4, la couronne d'entraînement 3 jouant le rôle de rotor. - Sur la figure 2, le moteur linéaire à stator double 2 est placé à cheval sur la pièce polaire 5 fixée au disque 6. Sur l'exemple, la pièce polaire 5 est creuse, ce qui permet d'y faire circuler un fluide de refroidissement 7. - La figure 3 montre la structure fixe 1 sur laquelle sont fixés les membres de moteurs linéaires 2, qui entraînent les couronnes 3 jouant le rôle de rotor et reliées à la structure 4 qui est guidée par les paliers appropriés 8 et 9. Un ensemble de freins 10, fixé à la structure fixe 1 permet de ralentir et d'arrêter la structure mobile 4 par l'intermédiaire d'une cou ronne 17 fixée rigidement à cette dernière. Avec cette invention, on peut installer de façon très simple et compacte un système d'entraînement pour de fortes puissances. REVENDTCATIONS 1) - Entraînement électrique pour structure rotative caractérisé par le fait que, pour assurer l'entraînement désiré, sont utilisés une couronne jouant le rôle de rotor rattachée à la structure considérée, et soit un stator constitué d'un moteur linéaire, soit plusieurs stators constitués de moteurs linéaires simples ou multiples. - - Entraînement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le couple désiré est obtenu par empilage du nombre nécessaires d'ensembles "couronne - moteurs linéaires" standards ou non. - - Entraînement selon l'une des revendications t et 2, caractérisé par le fait que l'ensemble (ou les ensembles) moteur sont ou non placés à l'intérieur de la structure à entraîner. 4) - Entraînement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le fonctionnement à puissance constante est obtenu automatiquement par le choix convenable du type de moteur linéaire, et du choix du point nominal de fonctionnement. 5) - Entraînement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la variation de vitesse est obtenue par modification de la distance des moteurs à l'axe de rotation de la structure. 6) - Entraînement selon l'une des revendications 7 à 5 caractérisé par le fait que l'inertie des éléments en rotation est minimale.