Brevet FR2490891A1 — publié le 19820326

MOTEUR ELECTRIQUE EQUIPE D'UN FREIN A ACTION AUTOMATIQUE La présente invention concerne un moteur électrique équipé d'un frein à action automatique qui comprend un élément de freinage muni d'une plaque d'ancrage, desserré par le champ magnétique du rotor, déplaçable sur l'arbre du rotor à l'encontre d'un accumulateur d'éner- gie, en particulier un ressort hélicoïdal et guidant axialement un dis- que pourvu de rainures de guidage et se trouvant entre la plaque d'an- crage et l'élément de freinage, des plans obliques orientés vers le ro- tor et se développant autour de son arbre à la manière de segments annulaires, étant formés symétriquement à l'axe sur ce disque et é- tant pressés au moyen d'un ressort précontraint, s'appliquant sur l'é- lément de freinage, contre une broche de démarrage insérée dans l'ar- bre du rotor. Ces moteurs électriques équipés d'un frein à pression de ressort et dont la conception fondamentale correspond à la construction mnen- uionnée dans la demande de brevet no. 28 05 063 publiée en République fédérale d'Allemagne, sont connus dans la pratique. Ils offrent l'a- vantage d'être des dispositifs de sécurité pour les appareils qu'ils en- traînent, en même temps que leur durée de fonctionnement par inertie est considérablement raccourcie et que l'outil est donc arrêté aussi rapidement que possible. Cette propriété a d'ailleurs une importance particulière, par exemple, pour les prescriptions légales imposées aux scies circulaires; mais, pour les tondeuses à gazon dont le cou- teau continue à tourner par inertie, des efforts tendant à la mise en service exclusive de moteurs à frein sont aussi actuellement consentis. De cette façon, on doit obtenir une action de freinage qui est constam- ment appliquée d'une manière sure lorsqu'aucun courant ne circule et qui s'exerce aussi par conséquent lors d'une panne de courant inattendue. Comme, dans ce cas, le champ magnétique présent dans le mo- teur électrique est utilisé pour le desserrage du frein, la dépense supplémentaire pour ces dispositifs de freinage est faible. Le but de la présente invention consiste à rendre disponible un moteur électrique du type mentionné ci-dessus, dont le mode de con- struction est simple et qui travaille sans entretien et sans perturbations en consentant moins d'usure et qui est utilisable dans tous les cas de mise en service considérés, en particulier également pour les machi- nes dont le sens de rotation est inversable. Le système conforme à l'invention doit convenir à une production en grande série réduisant le coût et effectuée d'une manière largement automatisée. Pour atteindre le but visé, il est proposé que l'élément de frei- nage soit conçu en forme de cuvette pour recevoir le ressort précon- traint et soit fermé, par rapport au rotor, par la plaque d'ancrage qui présente des évidements pour le passage et le montage de la broche de démarrage; et que l'élément de freinage soit muni, sur sa face in- térieure, de talons de guidage entrant en prise avec les rainures de guidage du disque doté des plans obliques et mobile indépendamment de la plaque d'ancrage, les plans obliques de ce disque étant formés à l'état croissant dans les deux sens de rotation de l'arbre du rotor. Selon une autre conception préférée de l'objet de la demande, on a prévu des dispositifs qui font que le disque doté des plans obliques et la broche de démarrage de l'arbre du rotor sont amenés chacun l'un par rapport à l'autre, pendant l'arrêt de l'arbre du rotor, voire lors de l'opération de desserrage de l'élément de freinage, dans une posi- zo tion oh la broche de démarrage se trouve dans la zone la plus basse des plans obliques. Au surplus, il s'est révélé particulièrement avan- tageux que soient disposées, sur l'élément de freinage, des garnitures de frein réparties dissymétriquement et devenant efficaces, lors d'une opération de freinage, sur une surface de coulée de métal léger non Z5 usinée. Grâce à l'invention, on a réalisé un frein de sécurité dont la force de freinage est renforcée et qui est prémontable comme une uni- té de construction complète. La construction fermée, choisie ici pour le dispositif de freinage, a pour conséquence une réalisation anti-pous- sières et l'élément de freinage conçu comme une cuvette forme une chambre à graisse pour son fonctionnement sans entretien. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit en détail ci-après à l'aide des dessins ci-annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue éclatée d'un frein à pression de ressort d'un moteur électrique, présentant les caractéristiques de l'invention; -3- la figure 2 est une coupe axiale du dispositif de freinage re- produit à la figure 1, y compris ses positions occupées pendant la marche et au cours du freinage du moteur électrique, et la figure 3 est une coupe axiale de la figure 2, mais montre la position de repos du dispositif de freinage lorsque le moteur élec- trique est à l'arrêt. Le frein agissant automatiquement, représenté aux dessins, est adjoint au rotor 1 du moteur asynchrone 2 reproduit et est disposé sur l'arbre 3 du rotor de celui-ci. Il comprend un élément de frei- nage 4 conçu en forme de cuvette et fermé, par rapport au rotor 1, au moyen d'une plaque d'ancrage 5. Cette plaque d'ancrage 5 présente des évidements 6 pour permettre le passage et le montage d'une broche de démarrage insérée radialement dans l'arbre 3 du rotor et est fixée à l'aide de clous cannelés 8 sur l'élément de freinage 4. L'élément de freinage 4 muni de la plaque d'ancrage 5 est déplaçable sur l'arbre 3 du rotor à l'encontre d'un ressort hélicoïdal 9 s'appliquant par ail- leurs sur le rotor 1, le ressort hélicoîdal 9 représentant un accumula- teur d'énergie pressant l'élément de freinage 4, muni de garnitures de frein 10 réparties dissymétriquement, sur une surface de coulée de métal léger lI non usinée de la flasque 12 du moteur lorsque la plaque d'ancrage 5 et dès lors l'élément de freinage 4 ne sont pas attirés, lors d'une mise en circuit du moteur, par le champ magnétique de la bague de court-circuit 13 posée sur le rotor 1. Sur sa surface intérieure, l'élément de freinage 4 est muni de talons de guidage 14 qui s'engagent dans les rainures de guidage 15 d'un disque 16 mobile sur l'arbre 3 du rotor, indépendamment de la plaque d'ancrage 5. Ce disque 16 situé entre l'élément de freinage 4 et la plaque d'ancrage 5 présente de plans obliques 17 situés symétri- quement à l'axe, orientés vers le rotor 1 et se développant autour de son arbre 3 à la manière de segments annulaires, ces plans obliques 17 étant conçus à l'état croissant dans les deux sens de rotation de l'arbre 3 du rotor. Ainsi que le montrent les figures 2 et 3, le dis- que 16 muni des plans obliques 17 est pressé, au moyen d'un ressort 18 précontraint, s'appuyant sur l'élément de freinage 4, dans la direc- tion de la broche de démarrage 7 insérée dans l'arbre de rotor 3. -4 - Le mode opératoire du dispositif de freinage décrit en détail ci-avant est expliqué à l'aide des figures 2 et 3. Après la mise en circuit du moteur asynchrone Z reproduit, la plaque d'ancrage 5 de l'élément de freinage 4 est attirée par la ba- gue de court-circuit 13 du rotor I à l'encontre de la force du ressort hélicoïdal 9 et le frein est par conséquent desserré, de sorte que l'é- tat représenté à la partie inférieure de la figure 2 s'établit. L'élé- ment de freinage 4 est maintenu, y compris toutes ses pièces, sur le rotor 1 par la force magnétique et tourne avec celui-ci. Aussitôt que le courant d'excitation du moteur asynchrone 2 est interrompu, le ressort hélicoïdal 9 sépare la plaque d'ancrage de la bague de court-circuit 13 du rotor 1 et met les garnitures de frein 10 en contact avec la flasque 12 du moteur, L'opération de freinage ain- si amorcée automatiquement, visible dans la moitié supérieure en cou- pe de la figure 2, est encore renforcé par le fait que la broche de démarrage 7 se déplace vers le haut dans le sens de la rotation du rotor sur les plans obliques 17 du disque 16 et comprime le ressort 18 déjà précontraint d'une grandeur égale à la dimension de l'inclinai- son de ces plans obliques. Dès que l'opération de freinage est terminée, la broche de dé- marrage 7 glisse sur les plans obliques 17 du disque 16 et occupe la position de repos visible à la figure 3, de sorte que le système de freinage est prêt pour un nouveau démarrage du moteur asynchrone Z. Afin de garantir que la broche d'entraînement 7 de l'arbre 3 du rotor se trouve toujours dans la zone la plus profonde des plans obliques 17 pendant l'arrêt de l'arbre 3 du rotor, le ressort hélicoldal 9 peut pré- senter, par exemple, des extrémités courbes par lesquelles il entre en prise tant avec la plaque d'ancrage 5 que le rotor 1 et anmène, par conséquent, ce rotor 1 constamment dans la position de repos repro- duite à la figure 3. Par une conception correspondante du ressort 18 précité, le couple de freinage peut être adapté à l'appareil à entraîner par le mo- teur 2. La présence de cette possibilité est très importante car il y a effectivement des machines dans lesquelles une opération de frei- nage s'amorçant très fortement n'est pas souhaitée, puisque, à cause de celle-ci, les outils peuvent se desserrer ou d'autres inconvénients peuvent se manifester. Comme les plans obliques 17 entrant en prise avec la broche de démarrage 7 de l'arbre de rotor 3 sont formés à l'état croissant dans les deux sens de rotation de l'arbre 3 du rotor, le moteur asyn- chrone 2 prédécrit peut être actionné pour exécuter une rotation à gauche et à droite. Dès lors, dans les deux sens de rotation, on exerce une action de freinage identique, ce qui doit être considéré comme un avantage particulier. Etant donné que les garnitures de frein 10 de l'élément de frei- nage 4 sont actives au cours de l'opération de freinage sur la surface de coulée de métal léger Il non usinée de la flasque 12 du moteur, il ne se produit aucune formation de rayures, tel que ceci serait le cas pour une surface de freinage usinée, c'est-à-dire polie. Une grande usure conséquente des garnitures de frein 10 et des durées de freinage prolongées sont donc évitées. De courtes durées de freinage s'établis- sent plutôt en raison de la surface de freinage Il non usinée. Par suite de la répartition dissymétrique des garnitures de frein 10 sur l'élément de freinage 4, des vibrations et des bruits désagréables sont évités pendant l'opération de freinage. 2490891. -6- REVENDICATIONS 1. Moteur électrique pourvu d'un frein à action automatique qui comprend un élément de freinage doté d'une plaque d'ancrage, desser- ré par le champ magnétique du rotor, déplaçable sur l'arbre du rotor à l'encontre d'un accumulateur d'énergie, en particulier un ressort hé- licoifdal et guidant axialement un disque pourvu de rainures de guidage et se trouvant entre la plaque d'ancrage et l'élément de freinage, des plans obliques orientés vers le rotor et se développant autour de son arbre à la manière de segments annulaires, étant formés symétrique- ment à l'axe sur ce disque et étant pressés au moyen d'un ressort précontraint, s'appliquant sur l'élément de freinage, contre une broche de démarrage insérée dans l'arbre du rotor, caractérisé en ce que l'élément de freinage (4) est conçu en forme de cuvette pour recevoir le ressort (18) précolLuraint et est fermé, par rapport au rotor (1), par la plaque d'ancrage (5) qui présente des évidements (6) pour le passage et le montage de la broche de démarrage (7) de l'arbre (3) du rotor; et en ce que l'élément de freinage (4) est muni, 'sur sa sur- face intérieure, de talons de guidage (14) entrant en prise avec les rainures de guidage (15) du disque (16) doté des plans obliques (17) et mobile indépendamment de la plaque d'ancrage (5), les plans obliques (17) de ce disque (16) étant formés à l'état croissant dans les deux sens de rotation de l'arbre (3) du rotor. 2. Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on a prévu des dispositifs qui font que le disque (16) doté des plans obliques (17) et la broche de démarrage (7) de l'arbre (3) du rotor sont amenés chacun l'un par rapport à l'autre, pendant l'arrêt de l'arbre (3) du rotor, voire lors de l'opération de desserrage de l'élément de freinage (4), dans une position o la broche de démarrage (7) se trou- ve dans la zone la plus basse des plans obliques (17). 3. Moteur électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que des garnitures de frein (10) réparties dissymétriquement sont disposées sur l'élément de freinage (4). 4. Moteur électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les garnitures de frein (10) de l'élément de freinage (4) sont actifs, lors d'une opération de freinage, sur une surface de coulée de métal léger (II) non usinée.