Brevet FR2634602A1 — publié le 19900126

La présente invention est relative un moteur électrique comportant un frein qui fonctionne automati- quement lors de la mise hors circuit du moteur et qui est constitué par une surface de freinage fixe et par un induit de frein qui peut tourner et être attiré vers le rotor par le flux magnétique du moteur et peut tourner, d'un angle de rotation limité par des butées, par rapport au rotor et qui comporte des premières surfaces en coin qui sont inclinées par rapport au plan de rotation et qui, lors de l'engagement du frein, s'appliquent contre des deuxièmes surfaces en coin correspondantes du rotor et, de ce fait, constituent des butées, les surfaces en coin en question étant formées par des parties en saillie ou en retrait, ménagées sur le rotor et sur l'élément de frein. Un tel moteur est décrit dans le DE-PS 34 07 731. Selon le DE-PS 34 07 731, il est connu de faire passer une partie du flux magnétique qui pénètre dans le rotor électrique par un induit de frein ferro-magnétique qui, de ce fait, lorsque le champ est appliqué, est attiré vers le rotor en s'opposant J l'action d'un ressort, tandis que, lorsque le champ n'est pas appliqué, il est poussé en sens inverse, sous l'action du ressort, contre une surface de frein fixe. Le mouvement final du rotor s'en trouve donc freiné. Le mouvement de freinage est augmenté si le rotor et l'induit de frein comportent des surfaces de coin qui entrent en contact l'une avec l'autre pendant le freinage et qui, en raison de l'angle du coin, poussent l'induit de frein dans la direction de la garniture de frein. Dans ces conditions, le moteur peut, dès que la tension est supprimée, s'arrêter très rapidement. L'utilisation de moteurs électriques comportant un frein d'arrêt est indispensable dans un grand nombre d'appareils, notamment dans les outils électriques et dans les appareils mis en action par un moteur électrique et utilisés pour les besoins ménagers et les travaux domicile. Le dispositif décrit par le DEPS 34 07 731 donne généralement satisfaction; mais présente dans certains cas des déficiences qui rendent une amélioration nécessaire. C'est ainsi, par exemple, qu'il est indispen- sable d'empêcher la réaction prématurée du dispositif de freinage en cas de chute de la tension de marche du moteur électrique. Il est nécessaire, par ailleurs, sans avoir a augmenter les frais de fabrication, de donner aux parties en forme de coin une surface plus lisse pour éviter le grippage au cours du freinage et assurer le retour de l'induit de frein. Le but de l'invention est d'assurer l'action du dispositif de freinage même en cas de variations de la tension et, de plus, de simplifier la fabrication de manière à améliorer l'action de freinage en éliminant les problèmes posés jusqu' présent par l'usinage. Ce but est atteint, suivant l'invention, en ce qu'au niveau du côté frontal du paquet de tôles du rotor, le dispositif comporte plusieurs surfaces en coin qui sont orientées obliquement par rapport l'axe du rotor, C. qui font saillie hors du plan du ceté frontal dans la direction de l'axe du rotor et qui correspondent chacune aux surfaces en coin correspondantes de l'induit de frein. L'invention présente l'avantage que les surfaces en forme de coin qui se trouvent du côté frontal au niveau du rotor font saillie hors du plan du côté frontal du rotor ou de l'anneau de court-circuit dans la direc- tion de l'axe du moteur. Par suite de cette disposition, l'anneau de court-circuit peut être maintenu i la faible hauteur axiale usuelle. Du fait que les surfaces en coin du côté du rotor sont en saillie, les surfaces de frei- nage en forme de coin de l'induit de frein sont en retrait. Il en résulte l'avantage que, d'une part, la surface de l'induit de frein qui est tournée du côté frontal du rotor peut s'appliquer très près du paquet de tôles du rotor, ce qui fait que le flux magnétique qui traverse l'induit de frein est plus important que dans les dispositifs connus. L'induit de frein est soumis une force d'attraction plus considérable qui suffit, même en cas de diminution normale de la tension du réseau, 5 surmonter la force du ressort de compression et. éviter une chute prématurée de l'induit de frein. De plus, la possibilité de maintenir c une faible valeur, comme d'habitude, la hauteur dans le sens axial de l'anneau de court-circuit, sur lequel les surfaces en coin s'appli- quant comme des parties saillantes réalisant de préfé- rence un toit à double pente, permet, pour la réalisation de l'enroulement, une économie de matière par rapport au dispositif connu. La disposition en toit des surfaces en coin assure l'utilisation universelle du dispositif de freinage dans des moteurs ayant les deux sens de rotation et, par conséquent, aboutit [ une simplification de la fabrication. Il est préférable que la bobine du rotor, l'anneau de courtcircuit et les surfaces de frein soient réalisés d'une seule pièce par moulage sous pression d'un alliage d'aluminium. Le fait que l'élément de frein comporte, pour l'induit de frein, des surfaces en coin présentant des parties rentrantes dans la direction de l'axe du moteur et donnant de préférence une forme en toit offre égale- ment l'avantage d'une simplification de la fabrication. Lorsque, comme d'habitude, l'induit de frein est une pièce estampée réalisée par emboutissage profond d'une tôle ferro-magnétique, il se produit, au niveau des surfaces en coin, sur l'un des côtés de la pièce, un étirage en allongement du matériau tandis que sur le côté de la pièce soumis à l'action du poinçon d'estampage, la forte pression a pour effet d'écrouir la surface du matériau. Cela signifie, en pratique, que l'opération de compression suffit à donner une surface suffisamment lisse et propre ayant une profondeur de rugosité extrême- ment réduite et ne demandant pas de traitement ultérieur. Dans le dispositif connu, dans lequel le côté étiré au cours de l'emboutissage profond sert de surface d'appui, il est cependant indispensable de soumettre la surface un traitement complémentaire, car la profondeur de rugosité est trop grande, ce qui implique un risque considérable de blocage des deux surfaces en coin l'une dans l'autre sous l'action de la pression du ressort. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'inven- tion est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La figure unique est un schéma de principe représentant un dispositif suivant l'invention dans lequel l'induit de frein est dans la position qu'il occupe lorsque le moteur marche. L'arbre de moteur 1 porte le paquet 2 de tôles de rotor dont le côté frontal 3 est associé, en son milieu, au ressort de compression 4. L'induit de frein 5, également monté sur l'arbre 1, comporte une partie ouverte en forre de cuvette 6 qui appuie contre les garnitures de frein 7. La partie 6 est reliée une deuxième partie 8 ouverte, de préférence en forme de cuvette, qui est tournée de 180 par rapport î la partie 6 et dont le collier comporte plusieurs parties rentran- tes en forme de toit. Au niveau du côté frontal du paquet de tôles de rotor, le dispositif comporte l'anneau de court-circuit qui relie les unes aux autres les barres d'enroulement des enroulements du rotor. L'anneau à court-circuit a des dimensions qui correspondent " celles d'un moteur de construction normale et est aussi plat que possible, de manière que la longueur du rotor puisse rester faible. L'anneau de court-circuit comporte plusieurs surfaces en coin 11 qui font saillie dans la direction de l'axe du moteur et qui, dans l'exemple de réalisation décrit, ont une forme en toit, de manière qu'elles puissent être utilisées sans modification de l'outil dans le cas de moteurs ayant les deux sens de rotation. Il est préféra- ble que les parties saillantes 12 qui constituent les surfaces en coin 11 soient réalisées d'une seule pièce avec l'anneau de court-circuit 10 et les barres d'enrou- lement par moulage sous pression d'un alliage d'alumi- nium. Les surfaces en coin 11 correspondent aux parties rentrantes 13, également en forme de toit, qui sont ménagées dans le collier de la pièce en forme de cuvette 8 et comportent également des surfaces 14 en forme de coin. Au cours du freinage du moteur, les surfaces en coin 11 et 14 correspondant c un sens de rotation sont poussées l'une contre l'autre, ce qui a pour effet que l'induit de frein 5 est poussé avec une pression accrue, dans le sens de d'axe du moteur, contre une surface de freinage fixe (non représentée). Comme les anneaux de court-circuit 10 ont une forme très plate, l'induit de frein 5 et son collier 9 se trouvent, pendant la marche du moteur, très près du paquet de tôles du rotor. Dans ces conditions, la densité de champ, qui augmente. proximité du paquet de tôles, fait que la force d'attraction qui agit sur l'induit de frein est beaucoup plus grande que dans les dispositifs connus, dans lesquels la distance minimale entre le rotor et l'induit de frein est plus grande. On obtient dont avantageusement un moment d'attraction qui empêche la chute de l'induit de frein en cas de faible diminution normale de la tension du réseau. Comme les surfaces en coin 11 situées du côté du rotor sont constituées par un matériau moins dur que celles 14 de l'induit de frein 5, il faut veiller à ce que la profondeur de rugosité des surfaces les plus dures reste comprise entre des limites déterminées à l'avance, de manière A empêcher l'usure et, surtout, un grippage des deux surfaces en coin appliquées l'une sur l'autre qui empêcherait la séparation des deux surfaces en coin au moment de la remise en marche du moteur. Il est essentiel de remarquer à ce sujet qu'au cours de l'embou- tissage profond du collier 9 lui donnant la forme de surfaces en coin 11 en forme de toit, la structure cristalline du matériau, constitué de préférence par de la tôle de métal ferreux, se trouve modifiée. Dans la présente invention, la modification de structure est utilisée d'une manière avantageuse pour simplifier les opérations de fabrication et pour améliorer l'état de surface. Comme les surfaces en coin 14 situées du côté de la partie 6 en forme de cuvette sont enfoncées dans le collier, de préférence au moyen d'un mandrin de compres- sion, il se produit un écrouissage de surfaces 14 tour- nées vers le mandrin d'estampage qui, de ce fait, ont une surface lisse et propre présentant une faible profondeur de rugosité tandis que le côté opposé, c'est--dire le côté "étiré", présente une profondeur de rugosité beau- coup plus grande et, comme c'est le cas pour les disposi- tifs correspondant ( l'état de la technique, demande, pour être rendu lisse, un travail considérable. REVENDICATIONS 1. Moteur électrique comportant un frein qui fonctionne automatiquement lors de la mise hors circuit du moteur et qui est constitué par une surface de frei- nage fixe et par un induit de frein qui peut tourner et être attiré vers le rotor par le flux magnétique du moteur et peut tourner, d'un angle de rotation limité par des butées, par rapport au rotor et qui comporte des premières surfaces en coin qui sont inclinées par rapport au plan de rotation et qui, lors de l'engagement du frein, s'appliquent contre des deuxièmes surfaces en coin correspondantes du rotor et, de ce fait, constituent des butées, les surfaces en coin en question étant formées par des parties en saillie ou en retrait, ménagées sur le rotor et sur l'élément de frein, caractérisé en ce qu'au niveau du côté frontal (3) du paquet (2) de tôles du rotor, le dispositif comporte plusieurs surfaces en coin (11) qui sont orientées obliquement par rapport c l'axe du rotor, qui font saillie hors du plan du côté frontal (3) dans la direction de l'axe du rotor et qui correspon- dent chacune aux surfaces en coin correspondantes (14) de l'induit de frein (5). 2. Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'induit de frein (5) est consti- tué, au moins dans sa partie dans laquelle s'engagent les surfaces en coin (14), par une pièce estampée dans laquelle les surfaces en coin (14), constituées par des parties en retrait produites par un mandrin d'estampage, sont réalisées de telle manière que les surfaces enfon- cées directement par le mandrin d'estampage constituent, une fois la pièce terminée, les surfaces en coin (14). 3. Moteur électrique selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé en ce qu'aussi bien les surfa- ces en coin (11) qui se trouvent du côté frontal (3) du rotor que les surfaces en coin (14) qui se trouvent sur $ l'induit de frein (5) ont une forme de double toit telle que, pour les deux sens de rotation, des surfaces en coin correspondantes (11 ou 14) les unes aux autres peuvent être réalisées. 4. Moteur électrique selon l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les surfaces en coin (11) situées du côté frontal du rotor sont réalisées d'une seule pièce avec l'anneau de court-circuit (10) de l'enroulement du rotor. 5. Moteur électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les surfaces en coin (11) situées du côté frontal de rotor sont en alliage d'aluminium. 6. Moteur électrique selon les revendications 1 , caractérisé en ce que les surfaces en coin (14) situées du côté de l'induit sont réalisées en un matériau ferro-magnétique pouvant être soumis F un emboutissage profond.