Brevet FR2520948A1 — publié le 19830805

La présente invention se rapporte à des moteurs pas à pas, tels que ceux représentés et décrits dans la demande de brevet US n' 28 705 (en particulier Figures 6 et 8) et dans le brevet US ne 3 633 055 Plus spécifiquement, l'invention se rapporte au support rotatif pour les rotors de tels moteurs pas à pas. Dans de tels moteurs, l'arbre de rotor est souvent supporté à l'intérieur d'un palier à coussinet qui s'étend seulement sur une partie de la longueur de l'arbre Cependant, pour certaines appli- cations desdits moteurs, il est souhaitable de suppor- ter l'arbre de rotor en deux points espacés aussi loin que possible l'un de l'autre sur la longueur de l'arbre. -Un tel support augmente la durée de servide des paliers et de l'arbre Dans de telles conditions, il est cou- rant d'utiliser des paliers frittés qui sont emmanchés ou enfoncés dans des trous ménagés dans des plaques de fixation montées sur les faces extrêmes du moteur pas à pas L'opération de fixation du palier de cette manière sur sa plaque de fixation provoque usuellement une déformation du palier, en nécessitant un recalibrage de l'alésage du palier de façon qu'il reçoive correc- tement l'arbre de rotor Cela augmente le co Ut de fabrication du moteur. En outre, il est important que les deux paliers soient parfaitement alignés de façon à réduire le frottement entre l'arbre de rotor et les paliers. Une réduction du frottement permet au moteur de produire un couple plus élevé, d'augmenter son rendement et d'augmenter la précision de fonctionnement pas à pas. L'obtention d'un alignement parfait des paliers est difficile sans faire intervenir des paliers d'auto- alignement plus coûteux. L'invention a pour objet un procédé d'assemblage du rotor et des deux paliers espacés -2- d'un moteur pas à pas avec les autres parties du moteur d'une manière évitant une déformation des paliers et par conséquent éliminant l'obligation d'un recalibrage des alésages des paliers. L'invention a également pour objet un procédé suivant lequel les paliers sont alignés l'un avec l'autre et avec l'arbre avant la fixation des paliers sur la partie stationnaire du moteur pas à pas, en évitant ainsi l'utilisation de paliers à auto- alignement. L'invention a en outre pour objet un procédé suivant lequel l'ensemble du moteur pas à pas est assemblé avant la fixation des paliers sur la partie stationnaire du moteur pas à pas; après assemblage, une matière de liaison est injectée par l'intermédiaire de trous ménagés dans la partie stationnaire du moteur pas à pas à l'intérieur d'évidements prévus dans les paliers pour fixer les paliers en place. L'invention a également pour but de créer un moteur pas à pas comportant une plaque de fixation fixée sur chacune de ses faces extrêmes, et un palier lié à la face intérieur de chaque plaque, les paliers supportant à rotation l'arbre de rotor. 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 La Figure 1 est une vue en coupe axiale d'un moteur pas à pas conforme à l'invention, et La Figure 2 est une vue fragmentaire à échelle agrandie du moteur montrait une étape du processus d'assemblage. Le moteur pas à pas choisi pour illustrer la présente invention est du type représenté et décrit de façon plus détaillée dans la demende de brevet -3- déposée aux Etats-Unis sous le N O 285 657 le 21 juillet 1981 Le moteur pas à pas comprend deux plaques de stator 10 et 11 et deux cuvettes de stator 12 et 13. Les plaques de stator 10 et 11 sont virtuellement identiques, chacune ayant une forme annulaire Plu- sieurs pôles coniques 15 entourent l'ouverture cen- trale de la plaque de stator 10, les pôles étant espacés circonférentiellement l'un de l'autre Tous les peles 15 font saillie perpendiculairement dans la même direction à partir du plan de la plaque 10 La lisière périphérique 16 de la plaque est déformée hors du plan de la plaque dans la direction dans laquelle les pôles 15 font saillie de ladite plaque. La plaque de stator 11 est essentiellement identique à la plaque 10 et les parties de la plaque 11 correspondant à celles de la plaque 10 portent les mêmes références numériques que celles utilisées ci-dessus, suivies d'un "prime' Pour former l'élément intérieur de stator du moteur pas à pas, les plaques de stator 10 et 11 sont placées dos à dos et sont fixées ensemble de façon permanente, par exemple par soudage ou par un adhésif approprié. La cuvette de stator 12 a une forme annu- laire et elle comporte une ouverture centrale dans sa paroi arrière 24 Plusieurs pôles coniques 25 entourent l'ouverture centrale, les pôles étant espacés circon- férentiellement l'un de l'autre Tous les pôles 25 font saillie perpendiculairement dans la même direction à partir du plan de la paroi arrière 24 de la cuvette. Une L paroi latérale périphérique 26 fait saillie de la paroi arrière 24 dans la direction dans laquelle les pôles 25 font saillie de la paroi arrière Le bord libre 27 de la paroi latérale 26 a un diamètre agrandi de telle sorte que le diamètre intérieur du bord libre 27 soit à peu près égal au diamètre extérieur de la -4 plaque de stator 10, afin que le bord périphérique 16 de la plaque 10 s'emboîte étroitement à l'intérieur du bord 27 de la cuvette 12. La cuvette de stator 13 est essentiellement identique à la cuvette 12 et les parties de la cuvette 13 correspondant à celles de la cuvette 12 portent les mêmes références numériques que celles utilisées ci- dessus, suivies d'un "prime" Une plaque de fixation de palier 28, comportant une ouverture centrale 29, est fixée sur la face extérieure de la paroi arrière 24 de la cuvette de stator 12, par exemple par soudage ou par un adhésif approprié, et une plaque de fixation de palier 33, comportant une ouverture centrale 35, est fixée de façon semblable sur la face extérieure de la paroi arrière 24 ' de la cuvette de stator 13. La plaque 33 est plus grande que la plaque 28 et elle comporte à proximité de ses extrémités des trous de montage 34 de manière qu'elle puisse servir de plaque de montage pour le moteur pas à pas. Un enroulement en fil électrique 31, bobiné sur un mandrin 32, entoure respectivement les pôles 15 et 25 de la plaque 10 et de la cuvette 12 et un enroulement semblable 31 ' bobiné sur un mandrin 32 ' entoure respectivement les pôles 15 ',25 ' de la plaque 11 et de la cuvette 13 Les bords libres 27 et 27 ' des cuvettes de stator 12 et 13 sont incurvés dans l'intervalle 19 existant entre les bords périphériques 27 et 27 ' des plaques de stator 10 et 11 en un certain nombre d'endroits espacés circonférentiellement les uns des autres le long des bords libres, comme indiqué en 39 De cette manière, les bords 27 et 27 ' sont engagés dans l'intervalle 19 de façon à joindre méca- niquement d'une manière permanente chaque cuvette de stator 12,13 avec sa plaque de stator associée 10,11 -5- Le rotor, qui coopère avec le stator décrit ci-dessus, comprend un arbre 40, un moyeu 41 entourant l'arbre est fixé sur celui-ci, un support annulaire 42 entourant le moyeu est fixé sur celui-ci, et un aimant permanent tubulaire 43 entourant le support est fixé sur celui-ci L'arbre 40 est monté à rotation dans deux paliers 44 et 45 qui sont espacés l'un de l'autre sur la longueur de l'arbre Chaque palier est constitué par un élément en forme de disque, réa Xisé en un matériau approprié tel que du bronze fritté ou une matière plastique et comportant une partie de grand diamètre et une partie de petit diamètre La partie de petit diamètre 44 a (Figure 2) du palier 44 est étroitement emboîtée dans un trou 29 ménagé dans la plaque de fixa- tion 28 tandis que la partie de grand diamètre 44 b s'applique contre la face supérieure de la plaque De même la partie de petit diamètre 45 a du palier 45 est emboîtée étroitement dans un trou 35 de la plaque de fixation 33 tandis que la partie de grand diamètre 45 b s'applique contre la face intérieure de la plaque. Un ressort de compression 48 entoure une partie de l'arbre 40 entre les paliers, une extrémité du ressort venant s'appuyer autour d'une bague 49 à l'intérieur de laquelle l'arbre tourne tandis que l'autre extrémité du ressort s'applique contre le moyeu 41 Puisque le moyeu 41 tourne alors que le palier 44 ne tourne pas, une rondelle 50 à faible coef- ficient de frottement est prévue entre le moyeu et le palier. Le palier 44 est pourvu d'une rainure annulaire 51 dans la surface de la partie de grand diamètre 44 b qui est dirigée vers la plaque de fixation 28, cette rainure entourant la partie de petit diamètre 44 a La plaque 28 comporte un petit trou 52 s'étendant depuis l'extérieur du moteur pas à pas jusqu'à la -6- rainure 51 De même le palier 45 est pourvu d'une rainure annulaire 53 dans la surface de la partie de grand diamètre 45 b qui est dirigée vers la plaque de fixation 33, la rainure entourant la partie de petit diamètre 45 a La plaque 33 comporte un petit trou 54 s'étendant de l'extérieur du moteur pas à pas jusqu'à la rainure 53 Après que les parties ont été assemblées, comme indiqué sur la Figure 1, les paliers 44 et 45 sont liés respectivement aux plaques de fixation 28 et 33 par injection d'une matière fluable de liaison (Figure 2), telle qu'un adhésif approprié, dans les rainures 51 et 53 respectivement par l'intermédiaire des trous 52 et 54 L'injection peut être effectuée en utilisant une buse à pointe fine 56 Après injection, la matière de liaison durcit pour fixer de façon perma- nente les paliers 44 et 45 sur leurs plaques de fixa- tion respectives. Lors de l'assemblage du moteur pas à pas, on engage par glissement les paliers 44 et 45 sur l'arbre 10 du rotor, en même temps que le ressort 48, la bague 49 et la rondelle 50, le rotor est placé à l'intérieur de l'ouverture centrale des plaques de stator 10 et 11, les enroulements 31 et 31 ' sont placés autour des pôles respectifs 15 et 15 ' et les cuvettes de stator 12 et 13 sont placées sur les plaques de stator A mesure que les cuvettes sont rapprochées l'une de l'autre jusque dans la position représentée sur la Figure 1, le ressort 48 est comprimé, en poussant les paliers 44 et 45 contre les faces intérieures des plaques de fixation respectives 28 et 33 Les bords libres 27 et 27 ' des cuvettes de stator sont alors recourbés vers l'intérieur, comme indiqué en 39, pour verrouiller mécaniquement les cuvettes de stator en position. -7- Puisque les paliers 44 et 45 ne sont pas encore fixés sur les plaques 28 et 33, ils peuvent se déplacer librement latéralement, c'est-à-dire trans- versalement à l'axe de l'arbre 10, de sorte que l'arbre aligne en fait les paliers avec lui-même et l'un par rapport à l'autre L'étape finale de fixation des paliers en poàition est ensuite effectuée par injec- tion d'un agent de liaison dans les rainures 51 et 53 des paliers par l'intermédiaire des trous respectifs 52 et 54 La matière de liaison remplit les rainures, qui sont fermées sur leurs côtés dirigés vers l'exté- rieur par les plaques 28 et 33 En conséquence, lorsque la matière de liaison durcit, les paliers 44 et 45 sont fixés de façon permanente sur les plaques respec- tives 28 et 33. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et repré- sentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. -8- REVENDICATIONS 1. Procédé pour former un support de rotor d'un moteur pas à pas, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: former un stator ( 10-13) annulaire de moteur pas à pas comportant une plaque de fixation de palier qui est fixée à chacune de ses extrémités de manière que les plaques soient espacées l'une de l'autre le long de l'axe du stator; placer un rotor ( 40-43) à l'intérieur du stabor, ce rotor comportant un arbre s'étendant le long de l'axe du stator; assembler deux paliers ( 44,45) avec l'arbre ( 40) avant la fixation du palier sur les pla- ques de fixation de fixation respective. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie de chaque palier ( 44,45) est espacée de la plaque de fixation ( 28,33) à laquelle ledit palier est adjacent et en ce que l'étape de liaison consiste à injecter une matière de liaison ( 55) dans ledit espace. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu dans chaque plaque de fixation un trou ( 52,54) communiquant avec l'espace ménagé entre ladite plaque de fixation et son palier respectif et en ce que l'étape de liaison consiste à injecter la matière de liaison par l'intermédiaire desdits trous dans ledit espace. 9 - 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'espace dans lequel la matière de liaison est injectée est défini par une rainure annulaire ( 51,53) ménagée dans la surface du palier ( 44,45) qui est dirigée vers la plaque de fixation correspondante ( 28,33). 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un trou ( 52,54) dans chaque plaque de fixation ( 28,33) et en ce que l'étape de liaison consiste à injecter une matière de liaison ( 55), par l'intermédiaire dudit trou ( 51,53), entre cette plaque de fixation et son palier respectif ( 44,45). 6. Moteur pas à pas, caractérisé en ce qu'il comprend: un stator ( 10-13) comportant une plaque de fixation de palier ( 28,33) qui est fixée à chacune de ses extrémités, lesdites plaques étant espacées l'une de l'autre le long de l'axe du stator; un rotor ( 40-43) placé à l'intérieur du stator et comportant un arbre ( 40) s'étendant le long de l'axe du stator, un palier ( 44,45) adjacent à la face intérieure de chaque plaque de fixation ( 28,33) l'arbre de rotor ( 40) étant supporté à rotation par lesdits paliers; et une matière de liaison ( 55) placée entre les faces opposées de chaque palier ( 44,45) et sa plaque de fixation adjacente ( 28,33) pour fixer le palier correspondant sue la plaque associée. 7. Moteur pas à pas selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu dans la face de chaque palier qui est opposée à sa plaque de fixation respective une rainure ( 51,53), la matière de liaison occupant ladite rainure. - 8. Moteur pas à pas selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est prévu dans chaque plaque de fixation un trou ( 52,54) qui est aligné avec ladite rainure ( 51,53) par l'intermédiaire duquel la matière de liaison ( 55) est injectée dans la rainure.