Brevet FR2900287A1 — publié le 20071026

"Support pour un moteur électrique linéaire comportant des moyens de compensation thermique" La présente invention concerne un support pour un moteur électrique linéaire comportant des moyens de compensation thermique de la dilatation du support. La présente invention concerne plus particulièrement un support pour un moteur électrique linéaire comportant un primaire et un secondaire, du type qui s'étend avec le primaire dans un plan vertical, du type qui est monté mobile longitudinalement par io l'intermédiaire de moyens de guidage sur une structure comportant le secondaire, du type qui comporte une plaque centrale dont est solidaire le primaire et qui se raccorde respectivement par une première partie de raccordement à une première aile supérieure et par une deuxième partie de 15 raccordement à une deuxième aile inférieure, du type dans lequel chacune des ailes comporte une partie des moyens de guidage du support par rapport à la structure qui comporte l'autre partie complémentaire des moyens de guidage. On connaît de nombreux supports pour un moteur 20 électrique linéaire, notamment un moteur linéaire du type "à plat". En effet, de tels moteurs sont susceptibles d'être mis en oeuvre industriellement dans de nombreuses applications, en particulier pour réaliser des opérations de transfert ou convoyage dans des machines. 25 Les moteurs linéaires permettent notamment d'obtenir en fonctionnement de fortes accélérations, une vitesse élevée de déplacement ainsi qu'une grande précision dans le positionnement. Cependant, on a constaté pour certaines applications des 30 problèmes d'usure prématurée des moyens de guidage, en particulier lorsque de tels moteurs linéaires sont utilisés dans une machine pour réaliser des opérations de transfert successives et parfois répétées à des cadences importantes. 2 Ces problèmes d'usure sont notamment à l'origine de fréquentes et coûteuses interventions de maintenance des machines qui nécessitent de surcroît un arrêt des machines. L'objet de la présente invention est de proposer un support permettant notamment de résoudre les inconvénients précités. Dans ce but, l'invention propose un support pour un moteur linéaire du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le support comporte des moyens de compensation de la dilatation thermique du support de manière à absorber la dilatation io thermique du matériau du support provoquée par l'échauffement du primaire en fonctionnement. Avantageusement, les moyens de compensation selon l'invention permettent d'absorber la dilatation thermique du matériau du support en lui conférant une zone élastique 15 présentant une capacité de déformation susceptible de compenser la dilatation thermique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les moyens de compensation sont susceptibles d'absorber la dilatation thermique du matériau du support selon 20 une direction déterminée qui est orthogonale à direction de déplacement du support de manière à limiter la transmission d'efforts aux moyens de guidage ; - les moyens de compensation de la dilatation thermique du support sont agencés dans les première et deuxième parties 25 de raccordement de la plaque centrale avec chacune des ailes supérieure et inférieure ; - les moyens de compensation sont constitués par des fentes oblongues délimitant des ponts de raccordement ; - les fentes s'étendent parallèlement les unes aux autres et 30 sur tout ou partie de la longueur des parties de raccordement du support ; - les fentes constituent des ouïes de refroidissement à travers lesquelles s'effectue une circulation d'air forcée lors du 3 déplacement du support permettant un refroidissement du primaire par convection ; - le support comporte un logement interne dans lequel est reçu le primaire, ledit logement étant ouvert longitudinalement à chacune de ses extrémités et transversalement en direction du secondaire agencé en vis-à-vis ; - le support présente, en coupe verticale par un plan transversal, une partie centrale globalement en forme de "U" délimitant le logement et dont la plaque centrale verticale io constitue la branche intermédiaire se raccordant aux branches parallèles formées par les parties supérieure et inférieure de raccordement qui s'étendent globalement horizontalement ; -les fentes s'étendent transversalement de manière rectiligne dans les parties supérieure et inférieure de raccorde- 15 ment du support ; - la structure appartient à une machine, telle qu'une machine d'emballage, et des moyens de transfert de la machine sont fixés sur la face verticale externe du support qui est susceptible d'entraîner longitudinalement lesdits moyens de 20 transfert. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : 25 - la figure 1 est une vue en perspective qui représente schématiquement, en éclaté, un agencement comportant un moteur linéaire et un support selon l'invention qui est monté mobile sur une structure ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale selon un 30 plan vertical de l'agencement de la figure 1 représenté en position assemblée. 4 Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif et afin d'en faciliter la compréhension les orientations longitudinale, verticale et transversale selon le repère L, V, T indiqué aux figures et dans lesquelles l'orientation verticale ne fait pas nécessairement référence à la pesanteur terrestre. On a représenté à la figure 1, un agencement 10 io comportant principalement un support 12 pour un moteur linéaire 14 selon un exemple de réalisation préféré de l'invention et une partie d'une structure 16, telle qu'un bâti d'une machine (non représentée). Le moteur électrique linéaire 14 est un moteur linéaire du 15 type "à plat" qui est respectivement constitué d'un primaire 18 de forme globalement parallélépipédique et d'un secondaire 20. De préférence, le primaire 18 est solidaire du support 12 de manière à former un équipage mobile par rapport à la structure 16 dont est solidaire le secondaire 20. 20 Selon le repère (L, V, T) représenté aux figures, le support 12 portant le primaire 18 s'étend ici globalement dans un plan moyen d'orientation verticale. Le secondaire 20 est agencé verticalement et transversalement en vis-à-vis du primaire 18 à une distance 25 correspondant à une valeur déterminée d'entrefer "e". Le secondaire 20 s'étend ici de manière rectiligne selon la direction longitudinale pour constituer une voie d'aimants déterminant la voie de déplacement du support 12 et du primaire 18 par rapport à la structure 16. 30 Le support 12 est monté mobile sur la structure 16 par rapport à laquelle il se déplace horizontalement selon la direction longitudinale par l'intermédiaire des moyens de guidage 22. Les moyens de guidage 22 sont agencés entre le support 12 et la structure 16, de part et d'autre du secondaire 20. Le support 12 comporte une plaque centrale 24, dont est solidaire le primaire 18, qui se raccorde respectivement à une 5 première aile, dite supérieure, 26 par une première partie 28 de raccordement et à une deuxième aile, dite inférieure, 30 par une deuxième partie 32 de raccordement Les moyens de guidage 22 du support 12 comportent des moyens de guidage, dit supérieur, 34 et des moyens de guidage, io dit inférieur, 36. Les moyens de guidage supérieur 34 et les moyens de guidage inférieur 36 sont ici identiques et avantageusement du type à "guide à billes". Chacun des moyens de guidage 22 comportent 15 respectivement une première partie fixe constituée par un rail longitudinal solidaire de la structure 16 et une partie mobile qui est susceptible de coulisser sur le rail et qui est constituée par au moins un patin monté solidaire d'une des ailes 26, 30 du support 12. 20 Les moyens de guidage supérieur 34 comportent un rail longitudinal supérieur 38 qui est fixé sur une face verticale 40 de la structure et une paire de patins supérieurs 42, respectivement un patin supérieur avant 42A et un patin supérieur arrière 42B. De la même manière, les moyens de guidage inférieur 36 25 comportent un rail longitudinal inférieur 44 qui est fixé sur la face verticale 40 de la structure 16 et une paire de patins inférieurs 46, respectivement un patin inférieur avant et un patin inférieur arrière (non représentés). Comme on peut mieux le voir sur la figure 2, les patins 30 supérieurs 42 sont montés solidaires de la face verticale interne 48 de l'aile supérieure 26 et les patins inférieurs 46 sont montés solidaires de la face verticale interne 50 de l'aile inférieure 30 du support 12. 6 Ainsi, chacune des ailes supérieure 26 et inférieure 30 comporte respectivement une paire de patins 42, 46 formant la partie mobile des moyens de guidage 22 destinés à guider le support 12 par rapport aux rails longitudinaux 38, 44 de la structure 16. Les moyens de guidage 22 du support 12 ne comportent pas de jeu, c'est-à-dire que les patins ne sont pas montés "flottant" par rapport aux rails, de sorte que les moyens 22 ne comportent pas de débattement suivant au moins la direction io verticale. Ainsi, lorsque le support 12 effectue des déplacements répétitifs, tels que des va-et-vient, le primaire 18 s'échauffe et transmet alors de la chaleur par conduction au support 12. Le support 12 est susceptible d'atteindre, selon les 15 applications, des températures de l'ordre de 64 C à 90 C qui provoquent des phénomènes de dilatation thermique du matériau du support 12. Sous l'effet de la dilatation thermique du matériau, le support 12 tend à se déformer ce qui provoque l'apparition 20 d'efforts de poussée d'orientation verticale qui s'exercent respectivement vers le haut sur les moyens de guidage supérieur 34 et vers le bas sur les moyens de guidage inférieur 36. Ces efforts "parasites" dus à la dilatation thermique du matériau s'exercent donc orthogonalement à la direction longitudi- 25 nale de déplacement du support 12 déterminée par les rails 38, 44. Or, ces efforts provoquent notamment une usure prématurée des moyens de guidage 34, 36 et sont parfois susceptibles d'affecter le guidage du support 12. 30 Conformément à l'invention, le support 12 comporte des moyens de compensation 52 de la dilatation thermique du support 12 de manière à absorber la dilatation thermique du matériau du 7 support que provoque l'échauffement du primaire 18 en fonctionnement. Avantageusement, les moyens de compensation 52 sont susceptibles d'absorber la dilatation thermique du support selon une direction déterminée, ici verticale, qui est orthogonale à direction longitudinale de déplacement du support 12 de manière à limiter la transmission aux moyens de guidage supérieur 34 et inférieur 36 des efforts verticaux de poussée dus à la dilatation du support 12, en particulier de la dilatation de la plaque centrale 24 io qui est au contact du primaire 18. Avantageusement, les moyens de compensation 52 du support 12 sont susceptibles de compenser la dilatation thermique du matériau lorsque le primaire 18 s'échauffe de manière que les moyens de guidage 22 du support 12 ne soient pas ou peu 15 affectés par ces efforts. Grâce à l'invention, on prolonge ainsi la durée de fonctionnement des moyens de guidage 22 et on réduit les opérations de maintenance nécessaires. De préférence, les moyens 52 de compensation de la 20 dilatation thermique du support sont agencés dans la première partie 28 de raccordement et deuxième partie 32 de raccordement de la plaque centrale 24 avec chacune des ailes supérieure 26 et inférieure 30. Selon un exemple de réalisation du support 12 représenté 25 aux figures 1 et 2, le support 12 comporte un logement interne 54 dans lequel est reçu le primaire 18, ledit logement 54 étant ouvert longitudinalement à chacune de ses extrémités et transversale-ment en direction du secondaire 20 agencé en vis-à-vis sur la structure 16. 30 Ainsi, le support 12 présente, en coupe verticale par un plan transversal, une partie centrale 56 en forme de "U" délimitant le logement 54 et dont la plaque centrale 24, ici verticale, constitue la branche intermédiaire se raccordant aux branches 8 parallèles formées respectivement par les parties supérieure 28 et inférieure 32 de raccordement qui s'étendent ici globalement horizontalement. Les moyens de compensation 52 selon l'invention sont constitués par une pluralité de fentes 58 délimitant des ponts 60 de raccordement. Plus précisément, chaque pont 60 de raccordement est délimité longitudinalement par deux fentes 58 consécutives. Comme on peut mieux le voir sur la coupe de la figure 2, io les fentes 58 sont oblongues et présentent, en coupe, globalement une forme de "S". Les fentes 58 comportent ainsi une partie centrale principale s'étendant transversalement dans l'ensemble des parties supérieure 28 et inférieure 32 de raccordement et qui se 15 prolonge verticalement respectivement dans la partie adjacente de la plaque centrale 24 et dans la partie adjacente de chacune des ailes supérieure 26 et inférieure 30. De préférence, les fentes 58 s'étendent parallèlement les unes aux autres et sur tout ou partie de la longueur des parties 20 supérieure 28 et inférieure 32 de raccordement. Les fentes 58 s'étendent ici transversalement de manière rectiligne dans les parties supérieure 28 et inférieure 32 de raccordement du support 12. Avantageusement, les fentes 58 constituent des ouïes de 25 refroidissement à travers lesquelles s'effectue une circulation d'air "forcée" lors du déplacement du support 12 permettant un refroidissement du primaire 18 et du support 12 par convection. En variante (non représentée), le support 12 comporte des moyens complémentaires de dissipation de chaleur, tels que des 30 ailettes, de manière à limiter l'échauffement du support 12 en le refroidissant. Avantageusement, le support 12 est susceptible d'être mis en oeuvre dans une machine (non représentée), telle qu'une 9 machine d'emballage, dans laquelle l'agencement 10 est par exemple mis en oeuvre pour réaliser un dispositif de transfert (non représenté) entre au moins deux postes de travail. Avantageusement, le support 12 est susceptible d'entraîner en déplacement des moyens de transfert 62 d'une telle machine, tels que des moyens de préhension d'un emballage du type carton. Les moyens de transfert 62 sont par exemple montés solidaire de la face verticale externe 64 de la plaque centrale 24 io du support 12. Avantageusement le moteur linéaire 14 comporte un servomoteur destiné à commander son déplacement, notamment sa position et sa vitesse. Avantageusement, un tel dispositif de transfert comportant 15 un moteur linéaire permet de réaliser une machine présentant une compacité supérieure par rapport à une machine comportant des moyens de transfert conventionnels du type à courroies ou chaînes entraînées par moteur électrique. De plus, le support 12 selon l'invention permet d'optimiser 20 la durée de fonctionnement des moyens de guidage 22, de réduire les coûts imputables en particulier aux changements des organes des moyens 22 et à la fréquence des opérations de maintenance. Le support 12 selon l'invention constitue par conséquent une solution particulièrement économique à mettre en oeuvre, 25 notamment par rapport à une solution consistant à prévoir des moyens de refroidissement actif, par exemple par circulation d'eau, particulièrement encombrante et coûteuse. REVENDICATIONS 1. Support (12) pour un moteur électrique linéaire (14) comportant un primaire (18) et un secondaire (20), du type qui est monté mobile longitudinalement par l'intermédiaire de moyens de guidage (22) sur une structure (16) comportant le secondaire (20), du type qui comporte une plaque centrale (24) dont est solidaire le primaire (18) et qui se raccorde respectivement par une première partie de raccordement (28) à une première aile supérieure, (26) et par une deuxième partie de raccordement (32) io à une deuxième aile inférieure (30), du type dans lequel chacune des ailes (26, 30) comporte une partie des moyens de guidage (22) du support par rapport à la structure (16) qui comporte l'autre partie complémentaire des moyens de guidage (22), caractérisé en ce que le support (12) comporte des moyens de compensation 15 (52) de la dilatation thermique du support (12) de manière à absorber la dilatation thermique du matériau du support (12) provoquée par l'échauffement du primaire (18) en fonctionnement. 2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de compensation (52) sont susceptibles d'absorber la 20 dilatation thermique du matériau du support (12) selon une direction déterminée qui est orthogonale à direction de déplacement du support (12) de manière à limiter la transmission d'efforts aux moyens de guidage (22). 3. Support selon l'une des revendications 1 ou 2, 25 caractérisé en ce que les moyens de compensation (52) de la dilatation thermique du support (12) sont agencés dans les première et deuxième parties de raccordement (28, 32) de la plaque centrale (24) avec chacune des ailes supérieure (26) et inférieure (30). 30 4. Support selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de compensation (52) sont constitués par des fentes (58) oblongues délimitant des ponts (60) de raccordement. Il 5. Support selon la revendication 4, caractérisé en ce que les fentes (58) s'étendent parallèlement les unes aux autres et sur tout ou partie de la longueur des parties de raccordement (28, 32) du support (12). 6. Support selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que les fentes (58) constituent des ouïes de refroidissement à travers lesquelles s'effectue une circulation d'air forcée lors du déplacement du support (12) permettant un refroidissement du primaire (18) par convection. io 7. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (12) comporte un logement interne (54) dans lequel est reçu le primaire (18), ledit logement (54) étant ouvert longitudinalement à chacune de ses extrémités et transversalement en direction du secondaire (20) 15 agencé en vis-à-vis. 8. Support selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support (12) présente, en coupe verticale par un plan transversal, une partie centrale (56) globalement en forme de "U" délimitant le logement (54) et dont la plaque centrale verticale 20 (24) constitue la branche intermédiaire se raccordant aux branches parallèles formées par les parties supérieure (28) et inférieure (32) de raccordement qui s'étendent globalement horizontalement. 9. Support selon la revendication 8, caractérisé en ce que 25 les fentes (58) s'étendent transversalement de manière rectiligne dans les parties supérieure (28) et inférieure (32) de raccordement du support (12). 10. Support selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure (16) appartient à 30 une machine, telle qu'une machine d'emballage, et en ce que des moyens de transfert (62) de la machine sont fixés sur la face verticale externe (64) du support (12) qui est susceptible d'entraîner longitudinalement lesdits moyens de transfert (62).