Brevet FR2549598A1 — publié le 19850125

La présente invention concerne un agencement de roue cinétique à suspension magnétique. On sait que les agencements de roue cinétique de ce type comportent un stator et un rotor, au moins un palier magnétique formé de parties coopérantes respectivement liées au stator et au rotor pour être aptes à suspendre magnétiquement le rotor par rapport au stator, l'axe de rotation étant défini par le stator Ces agencements à suspension magnétique sont prévus pour que, en fonction10 nement normal, le rotor tourne en lévitation sans contact par rapport au stator On prévoit de plus au moins un palier mécanique de secours pour permettre au stator d'assurer une liaison de rotation pour le rotor lorsque celui-ci n'est pas suspendu magnétiquement. Ainsi, dans les agencements de roue cinétique à palier magnétique, le rotor n'est pas lié rigidement au stator, mais au contraire est libre de se déplacer, dans une certaine mesure, aussi bien parallèlement qu'orthogonalement à son axe de rotation Cette liberté de dé20 placement du rotor n'est contrecarrée par les forces magnétiques engendrées par ladite suspension que lorsque la suspension magnétique est active. Il en résulte donc des difficultés lorsqu'un agencement de roue cinétique est soumis, dans son ensemble, à des contraintes mécaniques importantes, comme c'est par exemple le cas pour un agencement de roue cinétique monté à bord d'un satellite artificiel et devant subir sans dommage les effets de vibrations, pendant la phase de lancement du satellite. L'objet de la présente invention est de remédier à cet inconvénient et de prévoir un dispositif susceptible d'assurer un blocage mécanique immobilisant le rotor par rapport au stator, alors que le positionnement du rotor par rapport à son axe de rotation n'est pas assuré par la suspension magnétique On remarquera qu'un tel dispositif de blocage doit être aussi simple que possible de manière à être fiable et sur Il doit également être le moins encombrant et le plus léger possible, car pendant toute la 10 durée opérationnelle du satellite en orbite, ce dispositif n'a plus la moindre utilité Par ailleurs, sa structure doit permettre de: l'actionner manuellement et de façon réversible plusieurs fois pendant les essais au sol; l'actionner automatiquement à distance, une seule fois sans possibilité d'intervention humaine, en phase orbitale, en vue de le neutraliser. A ces fins, selon l'invention, l'agencement de roue cinétique comprenant un stator, un rotor et une suspension 20 magnétique formée de parties coopérantes respectivement liées au stator et au rotor pour être aptes à suspendre magnétiquement le rotor par rapport au stator, l'axe de rotation du rotor étant défini par le stator, est remarquable en ce que ledit rotor comporte un évidement cen25 tral autour dudit axe de rotation, en ce que, dans ledit évidement central du rotor, est disposé un système de pression pourvu d'une vis qui est liée au stator et dont l'axe est confondu avec ledit axe de rotation du rotor, ce système de pression pouvant prendre une première posi30 tion pour laquelle ledit rotor est libre de tourner autour de son axe de rotation en étant suspendu par sa suspension magnétique et une seconde position pour laquelle il presse ledit rotor contre ledit stator pour l'immobiliser, et en ce que sont prévus des moyens com5 mandés à distance pour couper ladite vis entre ledit stator et ledit rotor. On voit ainsi que, grâce au système de pression à vis, le dispositif de blocage peut être actionné autant de fois que l'on veut, de manière réversible Par ailleurs, grâce 10 aux moyens de-coupe de la vis à distance, on peut libérer le rotor de façon définitive, en phase orbitale. De préférence, lesdits moyens commandés à distance pour couper la vis du système de pression sont constitués par une cisaille pyrotechnique à commande électrique, c'est-à-dire comportant un outil de coupe actionné par une charge explosive mise à feu par un signal électrique. Le système de pression peut présenter de nombreuses configuration différentes Cependant, dans un mode de réalisation avantageux, la vis est ancrée dans le stator et 20 coopère avec un écrou qui commande le déplacement d'une pièce de pression le long de ladite vis Afin d'être guidée en translation, ladite pièce de pression est logée avec un faible jeu dans un évidement central du stator. Un ressort de compression peut être disposé entre la pié25 ce de compression et le stator pour écarter ladite pièce de compression de ce dernier, lorsque l'on dévisse ledit écrou. Dans le cas o ledit rotor comporte unie jante périphérique, il est avantageux que, en position de blocage du ro30 tor, cette jante porte contre une butée périphérique cor- respondante du stator Des butées peuvent également être prévues sur le stator et sur le rotor, au voisinage de l'axe de rotation de celui-ci, pour coopérer en position de blocage du rotor, par exemple au moment de l'obtention d'un couple de serrage nominal supérieur au couple de serrage permettant d'obtenir la coopération des butées périphériques. Le système de pression peut prendre appui sur le rotor, en tout point au voisinage de l'évidement central de celui-ci Dans le cas o le rotor comporte un palier mecanique de secours dans cet évidement central, il est avantageux que le système de pression prenne appui sur la bague intérieure d'un tel palier. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre com15 ment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en coupe axiale schématique et partielle d'un agencement de roue cinétique conforme à la présente invention. La figure 2 illustre une variante de l'agencement de la 20 figure 1. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. L'agencement de roue cinétique, représenté schématiquement et partiellement sur la figure 1, comporte un stator 25 ST et un rotor Ro, pouvant tourner autour d'un axe Z-Z. Le rotor Ro peut être suspendu magnétiquement par rapport au stator ST et, à cet effet, est prévu au moins un palier magnétique 3 Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le palier magnétique 3 (qui pourrait présenter tou30 te autre structure connue) comporte une couronne aimantée 4 solidaire du rotor Ro et disposée entre une couronne ferromagnétique 5 et des pièces polaires annulaires 6, portées par le stator ST Les pièces polaires 6 sont munies de bobines 7 Un tel palier magnétique 3 est décrit en détail dans le brevet français N 82 05190 déposé le 26 mars 1982 au nom de la Demanderesse. Le rotor Ro est enfermé dans un carter 8 prenant appui sur le stator ST Ce rotor présente la forme d'un disque 9, d'axe ZZ, solidaire à sa périphérie d'une jante 10 et au voisinage de son centre d'un manchon 11, entourant l'axe Z-Z et maintenant, avec l'aide d'une pièce de serrage 12, un roulement mécanique de secours 13 Le roulement mécanique 13 est fixé sur le manchon 11 par sa bague extérieure La couronne aimantée 4 du palier magnétique 3 est portée par le disque 9. Le stator ST comporte une face 14, portant les éléments ,6 et 7 du palier magnétique 3, orthogonale à l'axe Z-Z et disposée en regard du disque 9 du stator Ro Le stator ST comporte de plus une paroi périphérique 15, d'axe Z-Z intérieure à la jante 10, et un noyau central 16, pourvu 20 d'une douille 17, également d'axe Z-Z, intérieure au manchon 11 et entourée avec jeu par le palier mécanique 13. En cas de besoin, la bague intérieure du roulement mécanique 13 peut venir au contact de la douille 17 pour assurer une liaison mécanique de rotation entre le rotor Ro 25 et le stator ST. Le stator ST comporte un évidement central 18 (d'axe Z-Z) et une tige filetée 19 disposée centralement dans ledit évidement et solidaire à l'une de ses extrémités dudit stator Sur la tige filetée 19 peut se visser un écrou 30 cylindrique 20, accessible de l'extérieur pour un outil (non représenté), grace à un trou 21 prévu dans le carter 8. Entre la paroi interne de l'évidement central 18 et l'écrou 20, est disposée une douille 22, pourvue d'une bride 23 en regard du carter 8, la bride 23 étant prolongée par un rebord périphérique 24 extérieur à la douille 17 et dirigé en sens opposé audit carter 8 Un ressort de compression 25 est logé entre les douilles 17 et 22 et prend appui, d'un c 8 té sur le noyau central 16 et de l'autre sur la bride 23. La douille 22 peut coulisser avec un faible jeu dans l'évidement 18, tandis que l'écrou 20-peut tourner avec un faible jeu dans la douille 22. En position de fonctionnement normal de l'agencement de roue cinétique selon l'invention, la bride 23 de la douille 22 est en appui contre la face interne du carter 15 8, le ressort 25 est détendu et la rotation du rotor Ro est libre. Lorsque l'on désire bloquer le rotor Ro par rapport au stator ST, on introduit un outil approprié à travers le trou 21 du carter 8 et on visse l'écrou 20 Celui-ci en20 traîne alors l'ensemble 22, 23, 24 en direction du stator, à l'encontre de l'action du ressort 25, qui est comprimé A un moment du vissage de l'écrou 20, le bord libre 24 a du rebord 24 rencontre la bague intérieure du roulement mécanique 13, et, à partir de ce moment, le rotor Ro est lui-même déplacé en direction du stator ST par l'action sur l'écrou 20 En fin de serrage, le bord libre 10 a de la jante 10 vient en appui sur une butée 26 portée par la paroi périphérique 15 du stator ST Si l'on poursuit le serrage de l'écrou 20 jusqu'à -l'obtention 30 d'un couple nominal, le bord libre 11 a du manchon 11 vient en appui sur une portée 27, prévue à cet effet sur le noyau 16. Si, à partir de la position de blocage du rotor ainsi obtenue, on dévisse l'écrou 20, l'ensemble 22, 23, 24 reprend sa position initiale représentée sur la figure 1 sous l'action du ressort 25 Quant à lui, le rotor Ro re5 prend sa position d'équilibre, sous l'action de la force de rappel axiale de son palier magnétique 3. On voit ainsi que grâce au dispositif conforme à la présente invention, il est possible de bloquer et de débloquer le rotor par rapport au stator autant de fois que 10 cela est nécessaire. Pour libérer à distance et définitivement le rotor Ro, on prévoit de plus une cisaille pyrotechnique 27, commandée par des conducteurs 28. Lorsque le rotor Ro est en position de blocage contre le 15 stator ST, la commande de la cisaille 27 actionne le couteau 29 de cette dernière (vu en bout sur les figures) qui sectionne la tige 19 entre son ancrage sur le stator ST et l'ensemble 20, 22, 23, 24 Après sectionnement, cet ensemble, avec la partie sectionnée libre de la tige 19, 20 revient en position initiale sous l'action du ressort 25. Le déblocage est alors devenu irréversible. La variante de réalisation de la figure 2 est pour l'essentiel identique au dispositif de la figure 1 La seule différence réside en ce que la pièce de serrage 12, main25 tenant le roulement mécanique 13 contre le manchon 11, comporte une butée 12 a avec laquelle coopère le bord libre 24 a du rebord 24 pour presser le rotor vers sa position de blocage Dans ce cas, le bord 24 a ne prend donc pas appui sur la bague intérieure du roulement 13, mais sur cette butée 12 a. REVENDICATIONS 1. Agencement de roue cinétique comprenant un stator (ST), un rotor (Ro) et une suspension magnétique ( 3) formée de parties coopérantes ( 4 à 7) respectivement liées au stator et au rotor pour étre aptes à suspendre magné5 tiquement le rotor par rapport au stator, l'axe de rotation (Z-Z) du rotor étant défini par le stator, caractérisé en ce que ledit rotor (Ro) comporte un évidement central ( 11) autour dudit axe de rotation (ZZ), en ce que dans ledit évidement central ( 11) du rotor est disposé un système de pression ( 19,20,22,23,24,25) pourvu d'une vis ( 19) qui est liée au stator et dont l'axe est confondu avec ledit axe de rotation (Z-Z) du rotor, ce système de pression pouvant prendre une première position pour laquelle ledit rotor est libre de tourner autour de 15 son axe de rotation en étant suspendu par sa suspension magnétique et une seconde position pour laquelle il presse ledit rotor contre ledit stator pour l'immobiliser, et en ce que sont prévus des moyens ( 27,28) commandés à distance pour couper ladite vis ( 19) entre ledit stator et 20 ledit rotor. 2. Agencement de roue cinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens commandés à distance pour couper la vis sont constitués par une cisaille pyro25 technique à commande électrique ( 27). 3. Agencement de roue cinétique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la vis ( 19) est ancrée dans le stator (ST) et coopère avec un écrou ( 20) qui commande le déplacement d'une pièce de pression ( 22,23,24) le long de ladite vis. 4. Agencement de roue cinétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pièce de pression ( 22,23,24) est logée avec un faible jeu dans un évidement central ( 18) du stator (ST). 5. Agencement de roue cinétique selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un ressort de compression ( 25) est disposé entre la pièce de compression ( 22,23,24) et le 10 stator (ST). 6. Agencement de roue cinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le rotor comporte une jante périphérique ( 10), caractérisé en ce que, en position de blocage du rotor 15 (Ro), ladite jante périphérique ( 10) porte contre une butée périphérique ( 26) du stator. 7. Agencement de roue cinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte des butées ( 11 a, 27) 20 prévues sur le rotor et sur le stator, au voisinage de l'axe de rotation (Z-Z), pour coopérer en position de blocage du rotor (Ro). 8. Agencement de roue cinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le système de pression prend appui sur le rotor au voisinage de l'évidement central ( 11) de celui-ci. 9. Agencement de roue cinétique selon la revendication 8, dans lequel le rotor comporte un palier mécanique de secours ( 13) dans l'évidement central ( 11) caractérisé en ce que le système de pression prend appui sur la bague intérieure dudit palier ( 13). 10. Agencement de roue cinétique selon la revendication 8, dans lequel le rotor comporte un palier mécanique de secours ( 13) disposé dans l'évidement ( 11) et lié au rotor par une pièce de serrage ( 12), caractérisé en ce que le système de pression prend appui sur ladite pièce de serrage ( 12).