Brevet FR2522215A1 — publié le 19830826

La présente invention se rapporte à des moteurs pas à pas tels que ceux décrits et représentés dans les brevets des EUA N O Re 28 705 (en particulier les Fig 6 et 8) et n' 3 633 055 Plus précisément, l'invention a pour but de li- miter le mouvement axial, appelé également "jeu axial", du rotor du moteur pas à pas par rapport aux paliers qui le portent à rotation. L'arbre du rotor s'étend habituellement au-delà des pa- liers qui le portent et,fréquemment, une rainure annulaire est formée dans l'arbre, rainure qui reçoit un jonc d'arrêt. La venue du jonc d'arrêt en butée contre le palier dont il est adjacent limite le jeu axial du rotor par rapport aux pa- liers Cependant, étant donné que la rainure a toujours une largeur quelque peu supérieure à l'épaisseur du jonc d'arrêt, il y a toujours un certain jeu axial On peut supprimer le jeu axial en remplaçant le jonc d'arrêt par un collier plus onéreux muni d'une vis de blocage ou par un collier à réglage par vissage. L'un des buts de la présente invention est de réaliser un moteur pas à pas qui comporte des moyens très bon marché pour supprimer ou, si désiré, limiter à une faible valeur le mouvement axial entre le rotor et les paliers qui le portent. Un autre but de l'invention est de réaliser un tel mo- teur pas à pas dans lequel un simple goujon monté à force dans un alésage formé à une extrémité de l'arbre du rotor coo- père avec l'un des paliers pour limiter le jeu axial du rotor D'autres buts et caractéristiques de l'invention appa- raitront à la lecture de la description qui va suivre et se réfère au dessin annexé dans lequel: la Fig 1 est une vue partielle, en coupe axiale, d'un moteur pas à pas selon l'invention; et la Fig 2 est une vue semblable à celle de la Fig 1 re- présentant un autre mode de réalisation d'un moteur pas à pas selon l'invention. Le moteur pas à pas choisi pour illustrer la présente invention est du type décrit et représenté de manière plus détaillée dans la demande de brevet des EUA N O 285 657 dépo- 25222 15 sée le 21 juillet 1981 Le moteur pas à pas comporte deux plaques de stator 10 et 11 et deux cuvettes de stator 12 et 13 Les plaques de stator 10 et 11 sont pratiquement iden- tiques,chacune ayant une forme annulaire Un certain nombre de pôles 15 en forme de coin entourent l'ouverture centrale de la plaque de stator 10, les pôles étant circonférentielle- ment espacés les uns des autres Tous les pôles 15 font sail- lie perpendiculairement dans la même direction à partir du plan de la plaque 10 La partie marginale périphérique 16 de la plaque est déformée hors du plan de la plaque dans la di- rection dans laquelle les pôles 15 font saillie à partir de la plaque. La plaque de stator 11 est pratiquement identique à la plaque 10 et on a désigné les parties de la plaque 11 qui cor- respondent à celles de la plaque 10 par les mêmes références que celles utilisées ci-dessus,suivies du signe prime ('). Pour former l'élément de stator intérieur du moteur pas à pas, les plaques de stator 10 et 11 sont placées dos à dos et sont fixées entre elles de manière permanente, par exemple par une soudure ou au moyen d'un adhésif approprié. La cuvette 12 du stator a une forme annulaire, ayant une ouverture centrale dans sa paroi arrière Un certain nombre de pôles 25 en forme de coin entourent l'ouverture centrale, les pôles étant circonférentiellement espacés les uns des autres Tous les pôles 25 font saillie perpendiculairement dans la même direction à partir du plan de la paroi arrière 24 de la cuvette Une paroi latérale périphérique 26 fait saillie à partir de la paroi arrière 24 dans la direction dans laquelle les pôles 25 font saillie à, partir de la paroi arrière Le bord libre 27 de la paroi latérale 26 a un plus grand diamètre de sorte que le diamète intérieur du bord libre 27 est approximativement égal au diamètre extérieur de la plaque de stator 10 et,de ce fait, le bord périphérique 16 de la plaque 10 s'adapte sans jeu à l'intérieur du bord 27 de la cuvette 12. La cuvette 13 du stator est pratiquement identique à la cuvette 12 et on a désigné les parties de la cuvette 13 qui correspondent à celles de la cuvette 12 par les mêmes réfé- rences que celles utilisées ci-dessus suivies dia signe prime (') Une plaque 28 support de palier ayant une ouverture cen- trale 29 est fixée à la face extérieure de la paroi arrière 24 de la cuvette 12 du stator, par exemple au moyen d'une sou- dure ou d'un adhésif approprié et une plaque 33 support de pa- lier, ayant une ouverture centrale 35, est, de même, fixée à la face extérieure de la paroi arrière 24 ' de la cuvette 13 du stator La plaque 33 peut être plus grande que la plaque 28 et elle peut comporter des trous de montage 34 (non repré- sentés) au voisinage de ses extrémités de façon à pouvoir ser- vir de plaque de montage pour le moteur pas à pas. Une bobine de fil électrique 31 enroulée sur un corps de bobine 32 entoure les pôles 15 de la plaque 10 et les pôles 25 de la cuvette 12 et une bobine semblable 31 ' enroulée sur un corps de bobine 32 ' entoure les pôles 15 ' de la plaque 11 et les pôles 25 ' de la cuvette 13 Les bords libres 27 et 27 ' des cuvettes 12 et 13 du stator sont sertis dans l'intrevalle 19 de façon à joindre mécaniquement de manière permanente chaque cuvette 12 et 13 du stator à sa plaque de stator res- pective 10 et 11. Le rotor qui coopère avec le stator décrit ci-dessus comporte unarbre 40, un moyeu 41 qui entoure l'arbre auquel il est fixé, un organe support annulaire 42 qui entoure le moyeu auquel il est fixé et un aimant permanent tubulaire 43 qui entoure l'organe support auquel il est fixé L'arbre est porté à rotation par deux paliers à roulement à billes 44 et 45 espacés l'un de l'autre suivant la longueur de l'arbre Un ressort de compression 48 entoure une partie de l'arbre 40 entre les roulements, une extrémité du ressort étant en appui autour d'un collier 49 à l'intérieur duquel l'arbre tourne et l'autre extrémité du ressort appuyant contre le moyeu 41. La plaque support 28 est munie, par exemple par une opé- ration d'emboutissage,d'un bossage 51 qui fait saillie vers l'intérieur et entoure l'ouverture 29 La bague de roulement extérieure du roulement 44 est fixée à l'intérieur du bossage 51 De la même manière la plaque support 33 est munie d'un bossage 52 faisant saillie vers l'intérieurentourant l'ou- verture 35 La bague de roulement extérieure du roulement 45 est fixée à l'intérieur du bossage 52. L'extrémité de l'arbre 40 adjacente au roulement 44 est munie d'un alésage axial 55 La partie 55 a de l'alésage 55 qui est plus proche de l'extrémité de l'arbre 40 a un plus grand diamètre Un goujon 56 qui a une tête 57 de plus grand diamètre est enmanché à force dans l'alésage 55 Au moins la partie d'extrémité intérieure 58 du goujon 56 est moletée pour accroître l'engagement à frottement dur entre le goujon et la paroi de l'alésage 55. Le diamètre de la tête 57 est supérieur à celui de l'arbre 40 de sorte que la partie radiale extérieure de la tête est axialement alignée avec au moins la bague de roule- ment intérieure du roulement 44 Le goujon 56 n'est pas en contact avec la partie 55 a de plus grand diamètre de l'alé- sage 55 lorsqu'il est enfoncé dans l'alésage et, par conséquent, la partie d'extrémité de l'arbre 40 n'est pas dilatée dans la région qui est entourée par la bague intérieure du roule- ment 44 De cette manière, la bague de roulement n'est pas déformée par l'introduction du goujon dans l'alésage 55. Dans le mode de réalisation de la Fig 1, l'extrémité de l'arbre 40 qui comporte l'alésage 55 est légèrement en re- trait derrière la face axialement extérieure du roulement 44. Il en résulte que la tête 57 du goujon 56 est étroitement en appui contre la face axialement extérieure de la bague inté- rieure du palier 44 et empêche ainsi tout mouvement axial, ou jeu axial, du rotor par rapport au palier et, par consé- quent, par rapport au stator. Dans le mode de réalisation de la Fig 2, les pièces qui sont identiques à des pièces de la Fig 1 sont désignées par les mêmes références que sur la Fig 1 Les pièces qui rem- plissent la même fonction que des pièces de la Fig 1 sont désignées par les mêmes références précédées du chiffre 1. Dans le mode de réalisation de la Fig 2, des paliers lisses 144 et 145 sont utilisés à la place des paliers à rou- lement à billes Les paliers lisses qui peuvent être en bronze fritté sont fixés à l'intérieur d'ouvertures 129 et 135 de plaques supports 128 et 133 Le palier 144 comporte une rai- nure annulaire pour recevoir le bord de la plaque 128 qui entoure l'ouverture 129 et le palier 145 comporte une rai- nure annulaire pour recevoir le bord de la plaque 133 qui entoure l'ouverture 135 Etant donné que le moyeu 41 tourne et que le palier 144 ne tourne pas,une rondelle 50 à faible frottement est disposée entre le moyeu et le palier. L'extrémité de l'arbre 40 qui comporte l'alésage 55 fait légèrement saillie au-delà de la face axialement extérieure du palier 144 lorsque le moteur pas à pas est désexcité Le goujon 56 est enfoncé dans l'alésage 55 jusqu'à ce que sa tête 57 touche l'extrémité de l'arbre L'espacement entre la tête 57 et le palier 144 détermine l'importance du mouvement axial, ou jeu axial, permis entre le rotor et les paliers pen- dant que le moteur est en fonctionnement. Avantageusement, l'alésage 55 présente la forme d'un trou borgne, s'étendant à partir de l'extrémité de l'arbre 40 adjacente au roulement 44 ou au palier 144, respectivement, inférieure à la longueur de l'arbre. On a représenté et décrit l'invention en se référant à des modes de réalisation préférés donnés uniquement à titre d'exemple et on peut y aporter de nombreuses modifications sans s'écrter pour cela de son esprit Il est, par conséquent, bien entendu que l'invention n'est pas limitée à un mode de réalisation ni à une forme spécifique sauf dans la mesure o de telles limitations sont incluses dans les revendications annexées. REVENDICATIONS 1 Un moteur pas à pas caractérisé en ce qu'il comporte: un stator ( 10-13) , un rotor ( 40, 43) monté à rotation par rapport au stator et comportant un arbre ( 40) qui comporte un alésage axial ( 55), deux paliers ( 44, 45 t 144, 145) portés par le stator pour porter l'arbre du rotor à rotation et un goujon ( 56) fixé à l'intérieur de l'alésage de l'arbre, le goujon ayant une tête ( 57) de plus grand diamètre qui s'étend radialement au-delà du contour externe de l'arbre en aligne- ment axial avec au moins une partie d'un premier palier ( 44; 144) de telle sorte que la venue de la tête du goujon en ap- pui contre le palier limite l'importance du mouvement axial du rotor par rapport au palier. 2 Moteur pas à pas selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alésage ( 55) s'étend à partir d'une première ex- trémité de l'arbre ( 40) sur une distance inférieure à la lon- gueur de l'arbre. 3 Moteur pas à pas selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête ( 57) du goujon ( 56) est axialement espacée de ladite première extrémité de l'arbre et est en appui contre le premier palier ( 44) pour empêcher tout mouvement axial du rotor par rapport au palier ( 44) (Fig 1). 4 Moteur pas à pas selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tête ( 57) du goujon ( 56) est en appui contre ladite extrémité de l'arbre et est espacée du premier palier ( 144), lorsque le moteur est désexcité,pour permettre un mou- vement axial limité du rotor par rapport au palier( 144)(Fig 2). Moteur pas à pas selon la revendication 1, caractérisé en ce que le goujon ( 56) est retenu à frottement dans l'alé- sage ( 55). 6 Moteur pas à pas selon la revendication 5, caractérisé en ce que le goujon ( 56) comporte une surface externe mole- tée ( 58) pour accroître le frottement entre le goujon et la paroi de l'alésage ( 55). 7 Moteur pas à pas selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre de l'alésage ( 55) est plus grand que le diamètre du goujon dans la région de l'arbre ( 40) axiale- ment alignée avec le premier palier ( 44; 144).