Brevet FR2730877A1 — publié le 19960823

La présente invention concerne un moteur frein comprenant, d'une part, un moteur asynchrone muni d'un stator et d'un rotor à cage d'écureuil et, d'autre part, un dispositif de freinage fonctionnant par manque de courant et comportant un plateau mobile disposé sur l'arbre du rotor qui est susceptible, d'une part, d'être désolidarisé d'un plateau fixe par attraction magnétique sous l'action d'un déviateur de flux magnétiquement séparé du rotor et interposé entre ce dernier et ledit plateau mobile, et, d'autre part, de coopérer en freinage avec le même plateau fixe sous l'action de moyens de rappel élastique, lors d'un manque de courant. La présente invention trouvera son application dans le domaine des moteurs asynchrones utilisés en combinaison avec un frein fonctionnant par manque de courant et plus particulièrement les moteurs tubulaires destinés aux volets roulants, stores ou analogues. On connaît déjà un moteur frein de ce type par le brevet français no 2.562.348 dans lequel il est décrit un dispositif de freinage dont le plateau mobile et le plateau fixe sont disposés dans le prolongement de l'ensemble rotor-stator globalement au-delà de ce dernier. C'est ainsi que tout-à-fait classiquement les pièces constitutives du dispositif de freinage à savoir, dans l'ordre, le plateau mobile, la garniture de frein portée par celui-ci, la garniture de frein du plateau fixe et ledit plateau fixe lui-même, sont empilées successivement selon un ordre logique. Il va sans dire qu'un tel empilement axial sur l'arbre du rotor, qui plus est s'étend au-delà du stator, ne saurait avoir sur l'encombrement longitudinal du moteur qu'une conséquence néfaste. De plus, l'efficacité de freinage se trouve réduit selon le dispositif décrit dans le brevet français précité, car la surface de contact des garnitures est strictement limitée à leur propre plan de joint, sans possibilité d'augmentation. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne, à cet effet, un moteur frein comprenant, d'une part, un moteur asynchrone muni d'un stator et d'un rotor à cage d'écureuil et, d'autre part, un dispositif de freinage fonctionnant par manque de courant et comportant un plateau mobile monté solidaire en rotation sur l'arbre du rotor et susceptible, d'une part, d'être désolidarisé d'un plateau fixe par attraction magnétique sous l'action d'un déviateur de flux magnétiquement séparé du rotor et interposé entre ce dernier et ledit plateau mobile et, d'autre part, de coopérer en freinage avec le même plateau fixe sous l'action des moyens de rappel élastique lors d'un manque de courant, caractérisé en ce que le plateau mobile correspondant au dispositif de freinage comporte une mâchoire fixe, montée solidaire en rotation et en translation sur l'arbre, et une mâchoire mobile montée uniquement fixe en rotation et, donc, libre en translation sur cet arbre, chacune de ces mâchoires fixe et mobile comportant sur leurs faces en vis-à-vis, au-moins deux garnitures de freinage, susceptibles d'agir simultanément de part et d'autre d'au moins une bague intermédiaire constituant le plateau fixe du frein et qui est montée libre en coulissement sur l'arbre tout en étant fixe en rotation par rapport au stator. On comprendra aisément qu'une telle disposition a pour effet positif de doubler la surface de freinage, par action de part et d'autre de ladite bague. Bien sûr, en démultipliant le système, on peut tripler, voire quadrupler cette surface. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et mettront en évidence la manière de résoudre les autres problèmes cités précédemment et liés aux moteurs freins connus dans l'art antérieur. Ces caractéristiques devront être considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles. Cette description donnée à titre d'exemple non limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, en référence au dessin annexé sur lequel: la figure unique est une vue schématique en coupe longitudinale d'un moteur frein selon l'invention. Tel que représenté dans la figure 1, la présente invention concerne un moteur frein I comprenant tout particulièrement un moteur asynchrone qui peut être monophasé ou triphasé ou encore monophasé avec condensateur. En fait, ce moteur asynchrone comporte un stator 3 s'étendant au- dessus d'un rotor 4 à cage d'écureuil. Celui-ci est du type standard et comporte à ses extrémités 5, 6, des bagues de court circuit amagnétiques 7, 8, reliées par des barreaux conducteurs amagnétiques disposés longitudinalement (non visibles sur les dessins) délimitant des secteurs magnétiques en tôle empilée. Ainsi, lorsque le stator 3 est alimenté, il crée un champ radial coupant les barreaux amagnétiques conducteurs du rotor 4 dans lequel naît un courant induit s'écoulant par l'intermédiaire des bagues de court- circuit 7 et 8. En fait, ce courant induit crée un champ rotorique d'o résulte la force nécessaire à la rotation du rotor 4. Celui-ci transmet cette rotation à l'arbre 9. Quant au frein 10 désigné globalement, qui fonctionne par manque de courant, il comporte au moins un plateau fixe 11 contre lequel s'appuie, sous l'influence de moyens de rappel élastique 12, un plateau mobile 13. En fait, le plateau mobile 13 se décompose en une mâchoire fixe 13a montée solidaire en rotation et en translation sur l'arbre 9 du rotor 4 et en une mâchoire mobile 13b montée uniquement fixe en rotation et, donc, libre en translation axiale, sur l'arbre 9. En fait, cette mâchoire mobile 13b est disposée entre la mâchoire fixe 13a et un déviateur de flux 14 magnétiquement séparé du rotor 4 et placé à l'extrémité de ce dernier. De la sorte, par attraction magnétique sous l'action dudit déviateur de flux 14, cette mâchoire mobile 13b vient s'écarter de la mâchoire fixe 13a contre l'action des moyens de rappel élastique 12. Contrairement, lors d'un manque de courant, et, par conséquent, en l'absence d'attraction magnétique, lesdits moyens de rappel élastique 12 repoussent cette mâchoire mobile 13b en direction de la mâchoire fixe 13a. Avantageusement, chacune des mâchoires fixe 13a et mobile 13b constituant le plateau mobile 13 du dispositif de freinage 10 comporte, respectivement sur leurs faces 13'a, 13'b en vis-à-vis, au moins deux garnitures de freinage 15, 16 susceptibles d'agir, simultanément, de part et d'autre du plateau fixe 11 du dispositif de freinage 10. A ce propos, ce plateau fixe 11 se présente sous forme d'au moins une bague intermédiaire 17 montée libre en coullssement sur l'arbre 9 tout en étant immobilisée en rotation par rapport au stator 3 du moteur asynchrone. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, la mâchoire mobile 13b est constituée d'un noyau cylindrique 18 s'emboîtant à l'intérieur d'un alésage 18A de la mâchoire fixe 13a en vue d'y coulisser, chacune desdites mâchoires 13a, 13b comportant une collerette périphérique radiale 19, 20 externe destinée à recevoir la garniture de freinage correspondante , 16 et ménagée du même côté d'extrémité desdites mâchoires 13a, 13b, de manière à constituer un dispositif de freinage compact et d'encombrement tel à pouvoir le loger concentriquement dans un espace 21 défini sensiblement par la circonférence interne d'une partie 22 d'extrémité du stator 3, dit "chignon électrique". Par ailleurs, le noyau 18 de la mâchoire mobile 13b définit un logement interne concentrique 23 destiné à l'insertion de l'organe de rappel élastique 12 prenant appui, d'une part, sur un élément support amagnétique 24 du déviateur de flux 14, côté collerette 20, et, d'autre part, sur un fond 25 du logement concentrique 23 de ladite mâchoire mobile 13b, côté opposé à la collerette 20, lequel fond 25 est percé d'un trou 26 de passage de l'arbre 9 du rotor 4. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble formant le plateau mobile 13 du dispositif de freinage 10 est supporté et centré sur l'arbre 9 du rotor 4, d'une part, par un prolongement cylindrique 27 du déviateur de flux 14 s'emboîtant de manière glissante dans le logement concentrique 23 de la mâchoire mobile 13b pour former un palier et, d'autre part, par un autre palier 28 réalisé concentriquement sur la mâchoire fixe 13a à son extrémité opposée à sa collerette 19. En fait, le maintien, le centrage et le glissement de la mâchoire mobile 13b proprement dite par rapport au rotor 4 s'effectuent, d'une part, par l'une de ses extrémités, côté collerette 20, sur le prolongement cylindrique 27 du déviateur de flux 14 sur lequel est susceptible de coulisser son logement interne 23 et, d'autre part, par son autre extrémité opposée, dans l'alésage 18A de la mâchoire fixe 13a dans lequel elle est susceptible également de coulisser. Selon le présent exemple de réalisation, la bague intermédiaire 17 définissant le plateau fixe 11 du dispositif de freinage 10 est constituée par une rondelle plate circulaire d'épaisseur choisie munie d'au moins une dent radiale, de préférence deux dents radiales 17a, 17b disposées diamétralement sur sa périphérie et coopérant avec des rainures correspondantes 29, 30, d'un élément fixe 31 en vue d'assurer son immobilisation en rotation par rapport au stator 3. En fait, l'élément fixe 31 assurant l'immobilisation en rotation de la bague intermédiaire 17 est constituée par une virole rapportée fixement à l'intérieur du chignon 22 du stator 3 et destinée à la réception du dispositif de freinage 10. Il se peut, aussi, que cette virole interne fasse partie d'une coiffe recouvrant le chignon 22 du stator 3. Classiquement, l'ensemble moteur frein 1 qui vient d'être décrit est renfermé dans un tube A fermé à ses deux extrémités par des bouchons de fermeture B et C formant palier destinés au support de l'arbre 9 du rotor 4. Les avantages résultant de cette conception consistent, essentiellement en un gain de place. En effet pour une puissance équivalente le moteur correspondant à l'invention est de longueur inférieure. Cela permet également de rapprocher du même coup, les paliers-supports de l'arbre 9 du rotor 4 d'o résulte un meilleur centrage de ce dernier à l'intérieur du stator 3, dans la mesure o l'on s'aperçoit que les supports de paliers B, C, prennent leur référence sur la paroi interne du tube A correspondant au carter du moteur 1. Avantageusement, les mâchoires fixe 1l3a et mobile 13b seront obtenues par moulage de matière plastique de caractéristique mécanique appropriée. Quant à la bague intermédiaire 17, celle-ci est réalisée en un matériau destiné à assurer une friction idéale lors du contact avec les garnitures de freinage 15, 16, respectivement des mâchoires fixe 13a et mobile 13b. A noter, à ce propos, que la bague intermédiaire 17 peut, elle aussi, recevoir, de part et d'autre, des garnitures de freinage. Tel que déjà précisé plus haut, le système peut être démultiplié de manière à augmenter, encore, cette surface de freinage. Tout particulièrement, sur le noyau cylindrique 18 de la mâchoire mobile 13b peuvent être montées coulissantes, tout en étant immobilisées en rotation par rapport à cette dernière, une ou plusieurs collerettes auxiliaires équipées, le cas échéant, sur chacune de ses faces de garnitures de freinage, ces collerettes auxiliaires venant s'interposer, à chaque fois, entre deux bagues intermédiaires de conception analogue et la bague intermédiaire 17 illustrée dans la figure 1. A noter, là encore, que l'on peut, indifféremment, équiper cette ou ces bagues intermédiaires 17 et/ou les collerettes 19, 20 et/ou les collerettes auxiliaires (non représentées) des garnitures de freinage. Il apparait évident, au vu des nombreux avantages qu'apporte la présente invention par rapport à l'état de la technique, notamment une réduction de la taille du moteur frein et un freinage d'un rendement supérieur, que cette invention représente un net progrès dans le domaine technique considéré. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Moteur frein comprenant, d'une part, un moteur asynchrone muni d'un stator (3) et d'un rotor à cage d'écureuil (4) et, d'autre part, un dispositif de freinage fonctionnant par manque de courant et comportant un plateau mobile (13) disposé sur l'arbre (9) du rotor (4) et susceptible, d'une part, d'être désolidarisé d'un plateau fixe (11) par attraction magnétique sous l'action d'un déviateur de flux (14) magnétiquement séparé du rotor (4) et interposé entre ce dernier (4) et ledit plateau mobile (13) et, d'autre part, de coopérer en freinage avec le même plateau fixe (11) sous l'action de moyens de rappel élastique (12) lors d'un manque de courant, caractérisé en ce que le plateau mobile (13) correspondant au dispositif de freinage (10) comporte, une mâchoire fixe (13a), montée solidaire en rotation et en translation sur l'arbre (9), et une mâchoire mobile (13b) montée uniquement fixe en rotation et, donc, libre en translation sur cet arbre (9), chacune de ces mâchoires fixe (13a) et mobile (13b) comportant respectivement sur leurs faces (13'a, 13'b) en vis-à-vis, au- moins deux garnitures de freinage (15, 16), susceptibles d'agir simultanément de part et d'autre d'au moins une bague intermédiaire (17) constituant le plateau fixe (11) du frein qui est monté libre en coulissement sur l'arbre (9), tout en étant fixe en rotation par rapport au stator (3). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mâchoire mobile (13b) est constituée d'un noyau cylindrique (18) s'emboîtant à l'intérieur d'un alésage (18a) de la mâchoire fixe (13a) en vue d'y coulisser, chacune desdites mâchoires (13a, 13b) comportant une collerette périphérique radiale (19, 20) externe, destinée à recevoir la garniture de freinage correspondante (15, 16) et ménagée du même côté d'extrémité desdits plateaux (11, 13), de manière à constituer un dispositif de freinage compact et d'encombrement tel à pouvoir le loger concentriquement dans un espace (21) défini sensiblement par la circonférence interne d'une partie (22) d'extrémité du stator (3), dit "chignon électrique". 3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le noyau (18) de la mâchoire mobile (13b) définit un logement interne concentrique (23) destiné à l'insertion de l'organe de rappel élastique (12) prenant appui, d'une part, sur un élément-support amagnétique (24) du déviateur de flux (14), côté collerette (20) et, d'autre part, sur un fond (25) du logement concentrique (23) de ladite mâchoire mobile (13b), côté opposé à la collerette (20), lequel fond (25) est percé d'un trou (26) de passage de l'arbre (9) du rotor (4). 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble formant le plateau mobile (13) est supporté et centré sur l'arbre (9) du rotor (4), d'une part, par un prolongement cylindrique (27) du déviateur de flux (14) s'emboîtant de manière glissante dans le logement concentrique (23) du plateau mobile (13) pour former un palier, et, d'autre part, par un autre palier (28) réalisé concentriquement sur la mâchoire fixe (13a) à son extrémité opposée à sa collerette (19). 5. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le maintien, le centrage et le glissement de la mâchoire mobile (13b) proprement dite par rapport au rotor (4) s'effectuent, d'une part, par l'une de ses extrémités, côté collerette (20) sur le prolongement cylindrique (27) du déviateur de flux (14) sur lequel est susceptible de coulisser son logement interne (23) et, d'autre part, par son autre extrémité opposée, dans l'alésage (18a) de la mâchoire fixe (13a) dans lequel elle est susceptible également de coulisser. 6. Moteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la ou les bagues intermédiaires (17) sont constituées par une rondelle plate circulaire d'épaisseur choisie munie d'au moins une dent, de préférence deux dents radiales (17a, 17b) disposées diamétralement sur sa périphérie et coopérant avec des rainures correspondantes (29, 30) d'un élément fixe (31) en vue d'assurer son immobilisation en rotation. 7. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'entre deux bagues intermédiaires (17) successives est emprisonnée une collerette auxiliaire munie, selon le cas, de garnitures de freinage et montée coulissante sur le noyau (18) de la mâchoire mobile (13b) tout en étant solidaire en rotation de cette dernière. 8. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément fixe (31) assurant l'immobilisation en rotation de la bague intermédiaire (17) est constitué par une virole rapportée fixement à l'intérieur du chignon (22) du stator (3) destiné à la réception du dispositif de freinage (10). 9. Moteur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la virole fait partie intégrante d'une coiffe venant recouvrir le chignon (22) du stator (3).