Brevet FR2858723A1 — publié le 20050211

La présente invention concerne les machines électriques et plus particulièrement mais non exclusivement celles destinées à entraîner les ascenseurs. Il existe un besoin pour disposer d'une machine qui soit d'un fonctionnement fiable et d'un faible encombrement, afin notamment de faciliter son implantation dans une cage d'ascenseur. Il existe encore un besoin pour disposer d'une machine qui soit relativement facile à fabriquer et de réparation aisée, le cas échéant. L'invention vise à répondre à ces besoins. L'invention a pour objet une machine électrique comportant: 10 - un bâti de support, - un stator fixé en porte-à-faux sur le bâti, - un rotor monté rotatif sur le bâti autour d'un axe géométrique de rotation de façon à pouvoir être entraîné par le stator, le bâti comportant un arbre central creux, coaxial à l'axe géométrique de rotation du rotor, 15 un câble électrique d'alimentation du stator parcourant intérieurement l'arbre et le rotor présentant une surface d'entraînement destinée à transmettre le couple à au moins un élément à entraîner, tel que par exemple un câble ou une courroie, qui se situe au moins partiellement autour de l'arbre, notamment à proximité immédiate du bâti. Par l'expression se situe au moins partiellement autour de l'arbre , il faut 20 comprendre qu'il existe au moins un plan perpendiculaire à l'axe géométrique de rotation qui coupe à la fois l'arbre et la surface d'entraînement. La surface d'entraînement se situe de préférence au moins en majeure partie, autour de l'arbre, voire sensiblement en totalité. La position de la surface d'entraînement, proche du bâti, permet de réduire les 25 contraintes associées au montage en porte-à-faux, et par là d'alléger la structure du bâti. La traversée de l'arbre creux par le câble relié au stator permet de gagner en compacité. Une telle disposition facilite également la construction de la machine, notamment l'accès au stator. L'invention permet ainsi d'implanter ou de remplacer plus facilement le stator, en cours ou après la fabrication, par exemple pour adapter la machine à une demande particulière en utilisant un stator spécifique. L'invention permet encore d'utiliser, le cas échéant, un moteur plus long, plus puissant, tout en conservant la surface d'entraînement proche du bâti. La surface d'entraînement peut comporter des gorges de réception de câbles ou courroies entraînés par la machine. Dans un exemple particulier de mise en oeuvre de l'invention, le rotor comporte un disque, orienté perpendiculairement à l'axe géométrique de rotation du rotor, et le bâti peut porter au moins un frein comportant un organe de friction agencé pour s'appliquer sur ce disque, par exemple deux freins disposés sur des côtés sensiblement opposés du bâti. Le disque peut se situer entre le bâti et la surface d'entraînement. La machine peut comporter, du côté opposé à l'extrémité de l'arbre par laquelle sort le câble relié au stator, un capot amovible. Ce capot peut recouvrir une tige tournant avec le rotor et entraînant en rotation un axe d'un capteur de position. L'enlèvement de ce capot permet d'accéder aisément au stator, aux connections électriques et au capteur. La liaison entre la tige et l'axe du capteur peut être rigide ou en variante souple ou permettre un déplacement de la tige relativement à l'axe, par exemple grâce à une ouverture pratiquée dans l'axe et traversée par la tige. Le rotor peut comporter une surface intérieure cylindrique de révolution, sur laquelle des aimants permanents sont fixés, par exemple par collage. Le stator peut être boulonné sur l'arbre, ce qui facilite son montage et son remplacement éventuel. Le rotor peut comporter un corps monobloc portant les aimants et dans lequel sont usinées le cas échéant les gorges de réception des câbles ou courroies destinés à être entraînés par la machine. L'arbre peut présenter une structure monobloc ou être formé par l'assemblage de deux manchons coaxiaux. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel: - les figures 1 et 2 sont deux vues en perspective sous des angles différents d'un exemple de machine réalisée conformément à l'invention, - la figure 3 est une coupe axiale schématique de la machine des figures 1 et 2, et - la figure 4 représente un détail de réalisation d'une variante de mise en oeuvre de l'invention. La machine électrique 1 représentée sur les figures est destinée à l'entraînement de câbles d'ascenseur non représentés et comporte un bâti 2 destiné à être fixé par exemple sur un élément de structure d'une cage d'ascenseur. Ce bâti 2 porte un stator 3 que l'on peut voir en coupe sur la figure 3. La machine 1 comporte également un rotor 4 tournant relativement au bâti 2 et 10 au stator 3 autour d'un axe géométrique de rotation X. Le bâti 2 comporte un flasque 2a, s'étendant perpendiculairement à l'axe X, pourvu à sa base de rebords 2b munis d'orifices 2c destinés au passage d'éléments de fixation sur la structure de support. Des nervures 2d permettent de rigidifier le flasque 2a. Le bâti 2 comporte un arbre fixe creux 6, métallique, qui s'étend coaxialement à l'axe X et à une extrémité axiale 7 duquel est fixé par des boulons 8 le stator 3. Le rotor 4 est monté sur des roulements 9 et 10 portés par des surfaces cylindriques de révolution de l'arbre 6. Dans l'exemple considéré, l'arbre 6 est réalisé par assemblage d'un manchon 20 intérieur 6a et d'un manchon extérieur 6b, les deux manchons étant coaxiaux. Le manchon extérieur 6b est soudé sur le flasque 2a tandis que le manchon intérieur 6a est soudé à l'intérieur du manchon extérieur 6b et s'étend hors de celui-ci en s'éloignant du flasque 2a pour servir de support au roulement 9. Les manchons 6a et 6b sont chacun épaulés pour permettre aux roulements 25 correspondants 9 et 10 de venir axialement en appui dessus. En variante, l'arbre 6 pourrait être monobloc. Dans l'exemple de réalisation considéré, le rotor 4 comporte un corps monobloc 12 qui comporte une jupe tubulaire 15 dont une portion 13 de la surface intérieure est cylindrique de révolution d'axe X. Des aimants permanents 14 sont fixés, par exemple par collage, sur cette portion 13. Le corps 12 comporte également un disque 17 qui se raccorde à l'extrémité de la jupe 15 adjacente au bâti 2 et sur lequel peuvent venir en prise des mâchoires de freins 19 connus en eux-mêmes, afin de freiner le rotor, par exemple en l'absence d'alimentation électrique du stator 3. Les freins 19 sont par exemple à commande électrique et comportent 5 des mâchoires revêtues de garnitures de friction qui viennent enserrer le disque 17 lors du freinage. Des gorges 22 sont réalisées sur une surface d'entraînement extérieure l5a de la jupe 15, à proximité de l'extrémité de celle-ci adjacente au disque 17, pour recevoir les câbles ou courroies à entraîner. Compte tenu de la proximité de la surface 15a et du flasque 2a, le porteà-faux et les contraintes en résultant sont réduits. Le stator 3 comporte un élément central 25 fixé de manière amovible par les boulons 8 sur l'arbre creux 6 et servant de support à un paquet de tôles 26 définissant des dents sur lesquelles sont engagés des bobinages 27. Le stator est bobiné sur dents, chaque dent portant un bobinage qui lui est propre, ce type de bobinage étant encore désigné par la terminologie anglo-saxonne concentrated winding . Le stator pourrait encore, en variante, être bobiné autrement. L'élément central 25 comporte une ouverture centrale 28 permettant le passage d'un câble 30 d'alimentation des bobinages 27 du stator, ce câble 30 parcourant 20 intérieurement l'arbre 6 et se prolongeant à l'extérieur de la machine pour être raccordé à un variateur, par exemple. Le câble 30 comporte par exemple quatre conducteurs de 6 mm2 de section. La machine comporte également un capteur de position 32 représenté schématiquement à la figure 3, comportant un axe rotatif 33 tournant avec le rotor, en étant 25 entraîné par une tige 34 fixée par des vis 35 à l'extrémité de la jupe 15 opposée au disque 17. La tige 34 est recouverte par un capot 37 de protection, qui tourne avec le rotor. Le capteur de position 32 délivre une information concernant la position du 30 rotor relativement au stator, information qui est acheminée par un câble 39 non entièrement apparent sur la figure 3, qui traverse également l'ouverture 28 et parcourt intérieurement l'arbre 6 pour déboucher à l'extérieur du moteur du côté du bâti 2. On comprend que l'invention permet un accès facilité au stator 30, puisque pour ce faire il suffit d'enlever le capot de protection 27. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. En particulier, la machine électrique peut servir à entraîner non pas un ascenseur mais par exemple un pneumatique dans le cas d'une roue motrice, ou un treuil. Le moteur électrique peut encore être réalisé différemment, notamment en ce qui concerne le montage des aimants et la disposition des bobinages du stator. Dans l'exemple illustré, le moteur s'étend pratiquement entièrement à 10 l'intérieur de la pièce dans laquelle sont réalisées les gorges d'entraînement des câbles ou courroies mais un moteur plus long pourrait être utilisé sans modifier le positionnement desdites gorges relativement au flasque du bâti. La tige 34 peut, comme illustré sur la figure 4, traverser une ouverture 45 de l'axe 33 du capteur de position, avec une possibilité de mouvement relativement à cet axe 15 33. Cela peut permettre de réduire les contraintes mécaniques qui s'exercent sur l'axe 33 en cas d'excentricité du rotor. Dans toute la description, y compris les revendications, l'expression comportant un doit être comprise comme étant synonyme de comportant au moins un , sauf si le contraire est spécifié. REVENDICATIONS 1. Machine électrique (1) caractérisée par le fait qu'elle comporte: - un bâti (2) de support, - un stator (3) fixé en porte-à-faux sur le bâti (2), - un rotor (4) monté rotatif sur le bâti autour d'un axe géométrique de rotation (X) de façon à pouvoir être entraîné par le stator, le bâti comportant un arbre central creux (6), coaxial à l'axe géométrique de rotation du rotor, un câble électrique d'alimentation du stator parcourant intérieurement l'arbre (6) et 10 le rotor présentant une surface d'entraînement (15a) destinée à transmettre le couple à au moins un élément à entraîner, tel que par exemple un câble ou une courroie, qui se situe au moins partiellement autour de l'arbre, notamment à proximité immédiate du bâti. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la surface d'entraînement (15a) se situe au moins en majeure partie autour de l'arbre (6). 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'un câble (39) relié à un capteur de position (32) parcourt intérieurement l'arbre (6). 4. Machine selon l'une quelconque des caractérisée par le fait que la surface d'entraînement (15a) réception de câbles ou courroies entraînés par la machine. 20 5. Machine selon l'une quelconque des caractérisée par le fait que le rotor comporte un disque (17) l'axe géométrique de rotation (X) et par le fait que le bâti comportant un organe de friction agencé pour s'appliquer sur 6. Machine selon l'une quelconque des 25 caractérisée par le fait qu'elle comporte, du côté opposé revendications précédentes, comporte des gorges (22) de revendications précédentes, orienté perpendiculairement à porte au moins un frein (19) ce disque (17). revendications précédentes, à l'extrémité de l'arbre par laquelle sort(ent) le ou les câbles parcourant intérieurement celui-ci, un capot amovible (37). 7. Machine selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que le capot amovible recouvre une tige (34) tournant avec le rotor et entraînant en rotation un 30 axe (33) d'un capteur de position. 8. Machine selon la revendication 7, caractérisée par le fait que l'axe (33) comporte une ouverture (45) traversée par la tige (34). 9. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le rotor comporte une surface intérieure (13) cylindrique de révolution, sur laquelle des aimants permanents (14) sont fixés. 10. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le stator est boulonné sur l'arbre (6). 11. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le rotor comporte un corps (12) monobloc, portant des aimants (14) et dans lequel sont usinées des gorges (22) de réception de courroies ou câbles destinés à être entraînés par la machine. 12. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'arbre (6) est formé par l'assemblage de deux manchons (6a, 6b) coaxiaux.