Brevet FR2419249A1 — publié le 19791005

La présente invention concerne une machine ou appareil de manutention ou de transport de marchandises comportant un moteur électrique équipé d'un frein, notamment des appareils électriques de levage tels que des treuils ou moufles à charnue et des appareils d'entrainement tels que des ponts roulants ou des monorails entraînés électriquement. Dans des machines de manutention de marchandises telles que des appareils électriques de levage ou des appareils électriques de transport de type connu , un moteur équipé d'un frein comprend un stator, un rotor, un dispositif d'attraction, un disque de freinage comportant un corps attiré et un ressort de frein servant à pousser le disque de frein contre un disque fixe.Cependant, avec un moteur électrique équipé du frein de ce type, il est nécessaire de fabriquer le dispositif d'attraction et le rotor séparément et de les monter sur l'ar bre de rotor indépendamment,de de sorte qu'il est nécessaire de prévoir de nombreuses opérations pour l'usinage et la fixation des pièces servant à fixer le dispositif d'attraction sur l'arbre du rotor, ce qui rend le moteur couteux et ce qui ne permet pas de réaliser aisément et rapidement les opérations de montage et de démontage.En outre, lorsquton utilise un ressort de frein comportant un fort degré d'élasticité et exerçant une grande force d'attraction dans le dispositif d'attraction en vue d'augmenter la force de freinage, le dispositif d'attraction est soumis à un choc important quand le frein est serré ou desserré de sorte que la partie de fixation du dispositif d'attraction est prématurément desserrée, ce qui se traduit par une modification du jeu entre le dispositif d'attraction et le corps attiré et, par conséquent, par une réduction de la capacité de freinage. L'invention a pour objet de créer un appareil électrique de transport à treuil perfectionné comportant un moteur électrique équipé d'un frein et remédiant aux inconvénients précités des réalisations connues. L'invention a -également pour objet de créer un appareil électrique de transport à treuil comportant un moteur équipé d'un frein, qui est d'une fabrication peu coûteuse, d'un montage et d'un démontage aisés et rapides et également d'un réglage facile, tout en conservant une grande capacité de freinage pendant de longues années. L'appareil électrique de transport-levage selon la présente invention comprend une chaîne de levage ou des roues d'entralnement actionnées par ltintermédiaire d'un mécanisme réducteur à l'aide d'un moteur équipé d'un frein, ledit moteur comportant un stator, un rotor placé à l'intérieur du stator un dispositif d'attraction se composant d'un disque en matière non magnétique et de pièces magnétiques qui sont encastrées dans celui-ci et qui est logé dans un espace défini par une surface intérieure du stator et une surface arrière du rotor, un disque de frein pouvant coulisser axialement mais ne pouvant pas tourner sur l'arbre de rotor et comportant un corps attiré placé en regard du dispositif d'attraction et un ressort de frein s' appliquant contre le disque de frein de manière à le pousser en direction d'un disque de frein fixe, ledit appareil étant caractérisé en ce que le rotor et le dispositif d'attraction sont réalisés sous la forme d'un ensemble monobloc en alliage d'aluminium moulé et en ce qu'unie surface pé riphérique dudit corps attiré, placée sur son extrémité avant, est disposée avec un léger jeu à l'intérieur d'une partie arrière du stator quand le disque de frein est étroitement appliqué contre le disque fixe. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels Fig. 1 est une vue en coupe d'un moteur équipé d'un frein et faisant partie d'un appareil électrique de transport ou de levage de type connu. Fig. 2 est une vue en coupe d'un treuil électrique à chalne correspondant à un mode de réalisation de l'invention. Fig. 3 est une vue en coupe à échelle agrandie d'une partie du moteur électrique du treuil à chalne de la figure 2. Fig. 4 est une vue en coupe partielle d'un rotor associé à un dispositif d'attraction du moteur du treuil à chai- ne de la figure 2. Fig. 5 est une vue en élévation de face du rotor associé au dispositif d'attraction de la figure 4. Fig. 6 est une vue en élévation d'arrière du rotor de la figure 5. Fig. 7 représente schématiquement un réducteur à engrenages utilisé dans le treuil à chaîne de la figure 2. Fig. 8 est une vue en coupe partielle d'un monorail, entrainé électriquement et correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention. Fig. 9 est une vue en coupe d'un moteur à frein correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention. Comme le montre la figure 1, un moteur électrique équipé d'un frein électromagnétique et destiné à être utilisé dans un treuil électrique ou un pont roulant de type connu comprend un stator 2, un rotor 3, un dispositif d'attraction 6 se composant d'un disque non magnétique 4 et d'un certain nombre d'éléments magnétiques 5 encastrés dans ce dernier et placé dans un espace défini par la surface intérieure du stator 2 et la surface arrière du rotor 3, un disque de frein 8 comportant un corps attiré 7 qui est dirigé vers le dispositif d'attraction 6 et qui peut coulisser mais ne peut pas tourner sur un arbre de rotor 9, et un ressort de frein 11 s'appliquant contre le disque de frein 8 de marnière à le pousser contre un disque de frein fixe 10.Le dispositif d'attraction 6 comporte une surface avant agencée pour s'appliquer contre une collerette 15 prévue sur l'arbre de rotor 9 et il est maintenu sur celui-ci par l'intermédiaire d'une rondelle de blocage 50 et d'un écrou 16 vissé sur l'arbre de rotor 9. Dans la présente description, les expressions "avant" ou "extrémité avant" désignent une partie située à gauche ou une extrémité de gauche sur les dessins tandis que les expressions "arrière" ou "extrémité arrière" désignent une partie située à droite ou une extrémité de droite sur les dessins, c'est-à-dire le côté du frein par rapport au moteur. Avec un moteur électrique à frein de ce type, comme décrit ci-dessus, il est nécessaire de fabriquer séparément le dispositif d'attraction 6 et le rotor 3 et de les monter indépendamment sur l'arbre de rotor 9 de sorte qu'il convient d'effectuer de nombreuses opérations d'usinage et de montage des pièces servant à fixer le dispositif d'attraction 6 sur l'arbre de rotor 9,ce qui rend le moteur coûteux et ce qui ne permet pas de réaliser aisément et rapidement les opérations de montage et de démontage.En outre, lorsqu'on utilise un ressort de frein ayant une grande constante d'élasticité et exer çant une grande force d'attraction magnétique dans le dispositif d'attraction en vue d'augmenter la force de freinage, le dispositif d'attraction est soumis à un choc important quand le frein est serré et desserré et il en résulte que la partie de fixation du dispositif d'attraction est desserrée prématu rément, ce qui modifie le jeu entre le dispositif d'attraction 6 et le corps attiré 7, en diminuant ainsi la capacité de freinage. Les figures 2 à 7 représentent un premier mode de réalisation de l'invention appliqué à un treuil électrique à chaîne. Un moteur 1 équipé d'un frein est fixé sur un carter 12 de façon à former le corps principal du treuil électrique à chaîne, le stator 2 du moteur recevant dans son extrémité avant un rotor 3 d'une longueur axiale plus petite que celle du stator (figure 2). Le rotor 3 comprend un support 13 en alliage d'aluminium dans lequel est encastré un noyau 14 (figures 3 et 4). Dans un intervalle cylindrique défini par la surface intérieure du stator 2 à son extrémité arrière et la surface arrière du rotor 3,on prévoit un dispositif d'attraction 6 formé d'un disque 4 en alliage d'aluminium et d'un certain nombre d'éléments magnétiques 5 tels que des pièces en fer qui sont encastrées dans le disque 4 en étant réparties sur sa circonférence. Lors de la fabrication du rotor 3 et du dispositif d'attraction 6, le disque 4 et le support 13 sont réalisés en meme temps que les éléments magnétiques 5 et le noyau 14 par coulée sous pression d'un alliage d'aluminium, puis ils sont usinés de façon à former finalement le rotor 3 et le dispositif d'attraction 6. 3,aui Le rotor/est solidaire du dispositif d'attraction 6, comme décrit ci-dessus, est monté et fixé sur un arbre 9 dont l'extrémité arrière est montée à rotation dans un palier 18 supporté dans un carter arrière 17 du moteur 1 muni d'un frein. Un disque de friction 20 est fixé sur une surface extérieure d'une partie tronconique de la périphérie extérieure d'un corps de disque de frein 19 en alliage d'aluminium. Sur une partie avant du corps 19 est fixé un corps attiré 7 qui est formé de fer et qui est placé en regard de la surface arrière du dispositif d'attraction 6 afin de constituer un disque de frein 8 qui peut coulisser axialement mais qui ne peut pas tourner par rapport à l'arbre de rotor 9. Le carter arrière 17 du moteur 1 muni d'un frein est pourvu intérieurement d'un disque fixe de frein 10 de forme tronconique qui est agencé pour recevoir le disque de friction 20. Entre le rotor 3 et le disque de frein 8 est interposé un ressort de frein 11 dans une condition comprimée afin de pousser le disque de frein 8 vers l'arrière. Pour augmenter la force d'attraction du dispositif 6, la surface périphérique cylindrique du corps attiré 7 est avec placée à son extrémité avant/un léger jeu à 11 intérieur de la partie arrière du stator 2 lorsque le disque de friction 20 est étroitement appliqué contre le disque fixe 10. La distance L (figure 3) de pénétration du corps attiré 7 dans le stator 2 doit etre d'environ 1,5 à 2,5 mm afin de conserver la grande force d'attraction du dispositif 6 meme lorsque la tension d'alimentation diminue d'environ 10%, ce qui se produit souvent dans des lignes de transmission. La distance L est, de préférence, d'environ 2 mm afin d'obtenir la force d'attraction maximale.Une distance L supérieure à 2,5 mm ne convient pas car il en résulte une diminution de la force d'attraction. L'extrémité avant de l'arbre de rotor 9 et ltextré- mité arrière d'un arbre d'entraînement 21 sont accouplées, avec possibilité de déplacement axial, par l'intermédiaire d'un accouplement cannelé 23 supporté par un palier 22. Les mouvements axiaux de l'arbre de rotor et de l'arbre d'entraînement rendent plus commode le réglage du jeu du frein lors de l'assemblage de l'appareil ou de son entretien. Une fois que l'appareil a été assemblé, ils'est pas nécessaire que lesdits arbres se déplacent axialement. L'arbre d'entraînement 21 est pourvu à son extrémité opposée d'un pignon d'entrainement 24 et il reçoit un arbre creux tournant 25. Cet arbre creux 25 est pourvu à une extrémité d'un grand pignon mené 28 qui est fixé sur lui.L'arbre creux 25 est solidaire d'une poulie 27 sur laquelle passe une chaîne de levage 26 à maillons comme indiqué par une ligne en traits mixtes sur la figure 2. Le carter 12 du treuil électrique à chaîne forme une boîte de vitesses 29 dans laquelle est monté à rotation, par l'intermédiaire de paliers, un arbre rotatif 30 qui est orienté parallèlement à l'arbre d'entraînement 21. L'arbre 30 est solidaire, à son extrémité arrière, d'un engrenage intermédiaire 31 comportant un petit diamètre et qui est destiné à entrer en prise avec l'engrenage mené 28. Un grand engrenage mené intermédiaire 32 est monté et fixé sur lrextrémité avant de l'arbre 30 et il est agencé pour engrener avec le pignon d'entraînement 24 de l'arbre 21. On prévoit un crochet supérieur 33 qui est articulé par l'intermédiaire d'un axe transversal 34 sur la partie supérieure du carter 12 du treuil électrique à chaîne. Entre la surface arrière du disque mobile 8 et la surface avant du palier 18, on prévoit un ressort 48 qui est destiné à pousser l'arbre de rotor 9 vers l'avant et empecher le disque de frein 8 de se déplacer axialement après que le frein a été desserré et pendant la rotation de l'arbre de rotor, du fait de la tendance du rotor, placé à proximité d'une extrémité du stator, à se déplacer en direction de son centre. Une rondelle 49 en contact avec la surface arrière du palier 18 et une rondelle de blocage 50 sont montées sur l'extrémité arrière de l'arbre de rotor 9 et sont serrées sur celui-ci par l'intermédiaire d'un écrou de réglage de jeu 51 qui s'applique contre l'extrémité distale de l'arbre de rotor 9. Quand le moteur équipé du frein est assemblé ou bien lorsque l'inter- valle existant entre le dispositif d'attraction 6 et le corps attiré 7 a augmenté par suite d'une usure des parties de freinage, l'arbre de rotor 9 est déplacé par rotation de l'écrou 51 en vue du réglage dudit intervalle ou de la compensation de l'intervalle élargi. Après l'ajustement dudit intervalle, des pattes de la rondelle de blocage 50 sont rabattues dans des rainures ménagées dans la périphérie de l'écrou 51. En fonctionnement, lorsque le moteur équipé du frein intervenant dans le treuil électrique à chalne selon 1 'inven- tion est excité de manière à tourner dans le sens normal ou dans le sens inverse, le flux magnétique engendré dans le stator 2 assure la magnétisation du dispositif d'attraction 6 dont la force magnétique produit un déplacement du disque de frein 8 vers l'avant s'opposant à la force élastique exercée par le ressort 11 en vue du desserrage dXfrein dumoteur de sorte que le rotor 3 et l'arbre 9 sont entraînés en rotation.La rotation de l'arbre de rotor 9 assure par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement 21 et du réducteur à engrenages (24, 32, 31, 28) la rotation de la poulie 27 en vue du levage d'un objet accroché à la chaîne 26 qui passe autour de la poulie 27. Lorsque le moteur est ensuite désexcité, le flux magnétique passant dans le stator 2 est supprimé, ce qui permet le recul du disque de frein 8, ce mouvement s'effectuant automatiquement sous l'effet de la force exercée par le ressort de frein 11 de sorte que le disque de friction 20 est étroitement appliqué contre le disque de frein 10 et que, par conséquent, le moteur est freiné et immobilisé aussitot qu'il a été désexcité. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le disque de friction 20 est fixé sur le corps de disque de frein 19. Le disque de friction 20 peut être fixé sur la surface intérieure du carter arrière 17 du moteur. La figure 8 représente un autre mode de réalisation de l'invention, appliqué à un monorail électrique. Un moteur 1, équipé d'un frein et agencé comme décrit dans le premier mode de réalisation, est fixé sur une paroi latérale d'un chassis de monorail 35, équipé de roues 37 espacées dans une direction axiale du moteur et agencées pour se déplacer sur une aile inférieure 36' d'un rail ou,fiprofilé 36. Sur la paroi latérale du châssis 35, on a prévu des paliers 38 dans lesquels est monté à rotation un arbre 39 qui est pourvu à une extrémité d'un grand engrenage intermédiaire mené 32 en prise avec un pignon menant 24 d'un arbre de rotor 9 alors qutil comporte à l'autre extrémité un petit engrenage intermédiaire menant 31 en prise avec le grand engrenage mené 28 fixé sur une des roues 37.Le châssis de monorail 35 comporte dans sa partie inférieure centrale un élément métallique de suspension 40 fixé de manière à permettre l'accrochage d'un crochet supérieur 33 d'un treuil électrique à chalne 41 agencé comme décrit ci-dessus. La figure 9 représente un autre mode de réalisation du moteur à frein, qui est essentiellement semblable au moteur des modes de réalisation précédemment décrits à l'exception des points suivants. Un arbre de rotor 9 traverse un carter arrière 17 et est pourvu à son extrémité dépassante d'un ventilateur de refroidissement 42 servant à diriger l'air sur le carter 17. Un couvercle de sécurité 44, pourvu d'orifices d'aspiration 43 dans son extrémité arrière, comporte une extrémité avant ouverte 45 qui est fixée sur le carter arrière 17 par l'intermédiaire de consoles 46 afin de former des intervalles d'échappement 47 entre l'extrémité avant ouverte 45 du couvercle de sécurité 44 et un carter du moteur 1.Sur l'extrémité avant du carter arrière 17, on prévoit un disque de frein fixe 10 placé dans un plan perpendiculaire à l'arbre de rotor 9 tandis qu'un disque annulaire de friction 20 est fixé sur la périphérie de la surface arrière d'un corps de disque de frein 19. Selon l'invention,le rotor 3 et le dispositif d'attraction 6 logés à l'intérieur du stator 2 du moteur muni d'un frein sont réalisés solidairement en alliage d'aluminium moulé afin de réduire le prix de fabrication par comparaison aux réalisationsselon la technique antérieure, où ils sont produits et montés séparément. En outre, la fixation du rotor 3 sur l'arbre 9 permet la fixation du dispositif d'attraction 6 sur l'arbre de rotor 9 par l'intermédiaire du rotor 3, ce qui Eli- mine les parties de fixation et l'usinage du dispositif d'attraction en vue de sa fixation sur le rotor 9; il est ainsi possible de monter et de démonter aisément et rapidement le moteur équipé du frein et, en outre, la fabrication de ces éléments est peu coûteuse.De plus, du fait que le dispositif d'attraction 6 est solidaire du rotor 3 et n'est pas monté directement sur l'arbre de rotor 9, le dispositif d'attraction ne se desserre jamais, à la différence des réalisations connues, même lorsqu'il est soumis à des chocs sévères et il en résulte que la capacité de freinage de l'ensemble est maintenue pendant une longue période de service, même si l'installation est utilisée en faisant intervenir de grandes forces de freinage.Selon l'invention, la surface périphérique cylindrique du corps attiré 7 à son extrémité avant, placée en regard de la surface arrière du dispositif d'attraction 6, est placée avec un léger jeu à l'intérieur de la partie arrière interne du stator 2 de sorte que la force magnétique d'attraction servant à faire déplacer le disque de freinage 8 envue du desserrage du frein peut être fortement augmentée au début du fonctionnement du moteur et il est ainsi possible d'utiliser un ressort de frein 11 plus puissant et par conséquent d'amplifier la force de freinage. Lorsque la force magnétique d'attraction a été réduite par augmentation du jeu entre le dispositif d'attraction 6 et le corps attiré 7 du fait de l'usure deskarties de freinage, la réduction de cette force peut être compensée par un effet de plongueur résultant de la force magnétique agissant sur la surface intérieure du stator de sorte qu'on peut maintenir de façon invariable la stabilité de desserrage du frein. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits en détails, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Appareil électrique de transport-levage, comprenant une chalne de levage ou des rcues d'entraînement actionnées par l'intermédiaire d'un mécanisme réducteur à l'aide d'un moteur équipé d'un frein, ledit moteur comportant un stator, un rotor placé à l'intérieur stator, un dispositif d'at- traction se composant d'un disque en matière non magnétique et de pièces magnétiques qui sont encastrées dans celui-ci et qui est logé dans un espace défini par une surface intérieure du stator et une surface arrière du rotor, un disque de frein pouvant coulisser axialement mais ne pouvant pas tourner sur 1' ar- bre de rotor et comportant un corps attiré placé en regard du dispositif d'attraction, et un second ressort de frein s'appliquant contre le disque de frein de manière à le pousser en direction d'un disque de frein fixe, caractérisé en ce que le rotor et le dispositif d'attraction sont réalisés sous la forme d'un ensemble monobloc en alliage d'aluminium moulé et en ce qu'une surface périphérique du corps attiré, placée sur son extrémité avant, est disposée avec un léger jeu à l'intérieur d'une partie arrière du stator quand le disque de frein est étroitement appliqué contre le disque fixe. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rotor comprend un support en alliage d'aluminium dans lequel est encastré un noyau et en ce que le dispositif d'attraction comprend un disque en alliage d'aluminium et un certain nombre d'éléments magnétiques tels que des pièces en fer qui sont encastrées dans le disque et espacées les unes des autres sur la périphérie dudit disque, le rotor et le dispositif d'attraction étant solidarisés l'un de l'autre par coulée sous pression de manière que le noyau et les éléments magnétiques soient respectivement encastrés dans le support et le disque. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'arbre de rotor est relié par l'intermédiaire d'un accouplement à un arbre d'entraînement sur lequel est monté à rotation un arbre creux entraîné par l'intermédiaire dudit mécanisme réducteur par l'arbre d' d'entraînement, ledit arbre creux étant pourvu d'une poulie sur laquelle passe la chalne de levage. 4. Appareil selon ltune des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un ressort est prévu pour maintenir le disque de frein écarté du disque fixe afin d'empecher le dis que de frein de bouger pendant la rotation de l'arbre de ro tor. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'une rondelle de blocage et une rondelle s'appliquant contre la surface arrière d'un pa lier pour 11 arbre de rotor sont montées sur son extrémité arrière et serrées sur celui-ci par l'intermédiaire d'un é crou d'ajustement d'intervalle qui est vissé sur l'extrémité distale de 11 arbre de rotor afin de régler le jeu entre le disque mobile et le disque fixe du frein. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 5, caractérisé en ce que la distance d'engagement du corps attiré dans le stator lorsque le disque mobile du frein est appliqué contre le disque fixe est d'environ 1,5 à 2,5 mm, de préférence de 2 mm. 7. Appareil selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 6, caractérisé en ce que l'arbre de rotor est asso cié au mécanisme réducteur de manière à être fixé sur un mo norail en vue de l'entraînement des roues motrices de ce mono rail pour le faire déplacer sur un rail. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 7, caractérisé en ce que l'arbre de rotor traverse un carter arrière en étant pourvu à son extrémité dépassante d'un ventilateur de refroidissement servant à diriger l'air sur le carter arrière, un couvercle de sécurité recouvrant le dit ventilateur étant pourvu d'orifices d'aspiration et étant fixé par son extrémité avant ouverte sur le carter arrière par l'intermédiaire de consoles afin de former entre eux des intervalles d'échappement.