Brevet FR3001449A1 — publié le 20140801

La présente invention concerne les machines électriques destinées notamment à l'entraînement d'un ascenseur. Une machine d'entraînement d'un ascenseur comporte une poulie montée sur un arbre entraîné par un moteur électrique et un ou plusieurs freins s'opposant à une 5 rotation de l'arbre en l'absence de fonctionnement du moteur. De nombreuses conceptions de machines d'entraînement de câbles ou courroies d'ascenseurs ont été proposées. D'une façon générale, la machine doit être la plus compacte possible afin de permettre son installation dans des espaces de dimensions réduites. 10 Dans certaines machines, comme illustré à la figure 1, la poulie est extérieure, en porte-à-faux, ce qui implique de monter le moteur sur un support rigide avec un surdimensionnement d'un roulement et de l'arbre. Le frein est voisin du moteur, ce qui le rend sensible à l'échauffement de ce dernier. De plus, le moteur est difficile à ventiler, car en position centrale. 15 Dans d'autres réalisations, telles qu'illustrées à la figure 2, la poulie est intérieure, avec un carter central rigide. Cela impose un diamètre de poulie relativement faible, un assemblage moteur difficile, en aveugle par exemple, une difficulté à maîtriser l'entrefer du moteur et un palier central rigide difficile à réaliser avec la précision souhaitée. De plus, on rencontre une 20 difficulté d'installation, les câbles ou la courroie devant circuler à travers des ouvertures du carter pour leur mise en place ou leur retrait. WO 2010/126484 Al divulgue une machine comportant un châssis porteur d'un frein et d'un moteur, disposés de part et d'autre d'une poulie. Les paliers de fixation du moteur et du frein sont définis par des montants reliés par des bras dont la section varie. 25 EP 543 617 A2 divulgue une machine dans laquelle les bras qui relient les paliers sont réalisés de façon à amortir le bruit de fonctionnement. US 2002/0100902 Al divulgue une machine dans laquelle la poulie est réalisée d'une seule pièce avec l'arbre et s'étend entre des paliers. Les logements recevant les roulements sont de diamètre supérieur à celui de la poulie, afin de permettre sa mise en 30 place. Le frein et le moteur peuvent être disposés de part et d'autre de la poulie ou d'un même côté de celle-ci. L'invention vise à proposer une machine compacte, de construction économique et de fonctionnement fiable, remédiant à tout ou partie des inconvénients des machines connues. Selon l'un de ses aspects, l'invention a pour objet une machine électrique 5 d'entraînement d'une poulie, comportant : un arbre sur lequel est montée la poulie, un moteur d'entraînement de l'arbre, disposé d'un côté de la poulie, un ou plusieurs freins disposés du côté opposé, un palier avant de support du moteur, portant un roulement avant, supporté 10 par un ou plusieurs éléments amortisseurs, un palier de support du ou des freins, portant au moins un roulement, supporté par un ou plusieurs éléments amortisseurs. Le ou les éléments amortisseurs sont par exemple en élastomère, éventuellement renforcé, et autorisent une déformation en compression et/ou en 15 cisaillement de la liaison mécanique reliant le palier au socle de support de celui-ci. Le ou les éléments amortisseurs supportant un même palier, par exemple le palier de support du ou des freins ou le palier de support du moteur, peuvent être des plots amortisseurs, par exemple au nombre de deux à cinq et ont leurs axes préférentiellement situés dans un même plan, perpendiculaire à l'axe de rotation. 20 La disposition du ou des éléments amortisseurs permet par déformation de ceux-ci une certaine liberté de mouvement du palier de support du ou des freins et du palier de support du moteur, notamment en basculement autour d'un axe perpendiculaire à l'axe de rotation. Le ou les éléments amortisseurs sont préférentiellement des plots ; toutefois, on 25 peut encore utiliser une semelle en élastomère, par exemple, interposée entre le ou les paliers et le socle de support. A la limite, une même semelle peut supporter à la fois le palier avant de support du moteur et le palier de support du ou des freins. L'invention permet de reprendre les efforts de suspension au plus près de la 30 poulie et réduit la flexion induite sur l'arbre par la tension des câbles ou de la courroie qui reposent sur la poulie, ce qui permet de réduire le diamètre de l'arbre et celui des roulements. L'invention permet également d'éviter l'utilisation d'un carter central rigide complexe à fabriquer et qui limiterait le diamètre de la poulie. Un autre avantage de l'invention est que la moindre flexion de l'arbre facilite l'obtention d'un entrefer de dimension bien maîtrisée côté moteur. Dans les machins selon l'invention, il n'y a pas de liaison rigide entre les paliers de support du moteur et de support du ou des freins, contrairement aux réalisations telles que décrites dans WO 2010/126484 par exemple, où les paliers sont reliés par des bras rigides sur leurs faces en regard. La présence du ou des éléments amortisseurs permet, grâce à leur déformabilité, de compenser un désalignement éventuel des paliers disposés de part et d'autre de la poulie et de minimiser les contraintes exercées sur les roulements. Le montage de la machine s'en trouve simplifié. L'invention peut également faciliter le montage d'un peson permettant de connaître le couple exercé sur le frein à l'arrêt. En effet, le peson peut être disposé de façon à mesurer un déplacement de la machine induit par une déformation du ou des éléments 15 amortisseurs. Le peson est par exemple un capteur inductif disposé de façon à se déplacer en fonction de la charge à laquelle sont soumis le ou les éléments amortisseurs. Il est par exemple fixé sur le palier en étant décalé au mieux d'un plan médian longitudinal de la machine ; le capteur peut détecter son rapprochement ou éloignement du socle de support de la machine. 20 En connaissant le couple exercé sur le frein, le moteur peut être commandé au démarrage de façon à exercer un couple égal au couple exercé sur le frein, avant desserrage du frein, de façon à éviter les à-coups. Enfin, la machine repose de façon stable en compression sur le ou les éléments amortisseurs et il n'y a pas de moment de basculement. L'installation par l'ascensoriste de 25 la machine s'en trouve facilitée. De préférence, le ou les éléments amortisseurs sont placés sensiblement au droit des roulements les plus proches de la poulie, de sorte que la charge radiale est transférée au socle de support sans charger les roulements additionnels de guidage de 1 ' arbre. 30 L'invention permet aussi d'éviter un surdimensionnement mécanique, notamment au niveau des roulements et de l'arbre, par exemple concernant la section de ce dernier et/ou la nuance d'acier utilisée. L'installation des câbles ou de la courroie est facilitée en l'absence d'entrave au montage de ceux-ci. La maîtrise des dimensions de l'entrefer du moteur améliore le confort en réduisant les vibrations et le bruit. L'invention permet également de mieux maîtriser l'entrefer du ou des freins et de réduire ainsi l'usure et le bruit. Un autre avantage encore de l'invention est de réduire le risque de transmission de chaleur entre le moteur et le frein. De plus, il est plus facile d'intégrer un ventilateur pour refroidir le moteur, compte-tenu de l'espace disponible côté moteur. Le moteur peut comporter un palier arrière de support de l'arbre, portant un roulement arrière. La machine peut comporter plusieurs freins. Les freins peuvent être disposés d'un même côté du palier de support des freins. Le palier de support du ou des freins peut porter un roulement, de préférence à double rangée. Comme indiqué ci-dessus, la machine peut avantageusement comporter un peson disposé de manière à mesurer la charge tendant à déformer le ou les éléments amortisseurs. La machine peut être dépourvue de carter autour de la poulie. Le palier avant de support du moteur et le palier de support du ou des freins reposent de préférence sur un socle commun. Ce socle peut être traversé par une ouverture de passage de câbles ou d'une courroie engagée sur la poulie. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de celle-ci, ainsi qu'à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - les figures 1 et 2 représentent des machines connues, respectivement à poulie extérieure et à carter central rigide, - la figure 3 représente en perspective un exemple de machine réalisée 30 conformément à l'invention, - la figure 4 est une coupe longitudinale, schématique, de la machine de la figure 3, la figure 5 est une vue de face selon V de la figure 3, la figure 6 représente isolément, en coupe axiale, un plot amortisseur, les figures 7 et 8 sont des vues analogues à la figure 4, de variantes de réalisation, et - la figure 9 représente un détail de réalisation d'une variante d'élément amortisseur. La machine 1 selon l'invention représentée sur les figures 3 à 5 comporte une poulie 3 montée sur un arbre 5 tournant autour d'un axe de rotation X, qui est de préférence horizontal. La poulie 3 peut être montée par tout moyen connu adapté sur l'arbre 5, par exemple par frettage, coincement sur cône ou cannelures et butée. La machine 1 comporte d'un côté de la poulie 3 un moteur 7 comportant un palier avant 10 et un palier arrière 13 portant des roulements respectifs avant 15 et arrière 17, par exemple des roulements à billes. Le moteur 7 comporte également un rotor 19 et un stator 21, lequel est porté par un carter 23 s'étendant entre les paliers avant et arrière. Le carter 23 et le palier 13 peuvent être réalisés en une seule pièce, comme illustré, ou sous forme de pièces assemblées. Le rotor 19 peut être à aimants permanents, notamment à aimants en ferrites ou 20 à terres rares. Le rotor peut être à concentration de flux ou à aimants montés en surface. Le stator peut être à bobinage distribué ou concentré. Le moteur est de préférence à bobinage triphasé. Le moteur peut entraîner un ventilateur non représenté sur le dessin, ou être refroidi par un ventilateur entraîné indépendamment de la rotation de l'arbre. 25 Le palier avant 10 est monté sur un socle non représenté par l'intermédiaire d'éléments amortisseurs 31. Les éléments amortisseurs 31 sont par exemple des plots tels que celui représenté à la figure 6, comportant un bloc en élastomère, par exemple du caoutchouc, sur lequel sont fixées deux rondelles métalliques porteuses d'un écrou ou d'une tige filetée. 30 Des plots amortisseurs pouvant convenir sont commercialisés par la société PAULSTRA sous la marque RADIALFLEX, et permettent un travail de l'élastomère en compression axiale et/ou en cisaillement radial. Le socle peut être réalisé avec une ouverture pour le passage des câbles ou de la courroie reliés à la cabine d'ascenseur. Des boulons et/ou écrous non représentés peuvent sécuriser la fixation du palier avant 10 sur le socle, ces boulons étant fixés aux plots amortisseurs 31, qui supportent ainsi le poids du moteur. La machine 1 comporte, du côté opposé au moteur, un palier 35 de support d'un ou plusieurs freins 40. Chaque frein 40, de type axial connu en lui-même, comporte une culasse 41 logeant un électroaimant non représenté sur le dessin, pour déplacer lorsqu'excité une armature 42 portant une garniture de frein. L'armature est sollicitée en appui par des 10 ressorts contre un disque 43 tournant avec l'arbre 5. Le ou les freins 40 sont par exemple à manque de courant, c'est-à-dire qu'ils bloquent l'arbre en rotation lorsque non alimentés. Le palier de support 35 porte un roulement 51 et repose sur le socle par l'intermédiaire d'éléments amortisseurs 32. 15 Un deuxième roulement 53 peut être porté par un palier 85 qui peut être réalisé d'une seule pièce avec un carter 86 de protection du ou des freins 40. Les éléments amortisseurs 32 sont de préférence, comme illustré, identiques aux plots amortisseurs 31. La machine est avantageusement équipée d'un peson 34 qui permet de 20 connaître le couple exercé sur la poulie lorsque le moteur est à l'arrêt. Cela peut permettre de faire démarrer le moteur sans à coup, comme indiqué plus haut. Le peson 34 est par exemple un capteur inductif, de préférence à sortie proportionnelle, fixé à la base du palier 10, à proximité du bord le plus éloigné du plan longitudinal médian M. Ce capteur peut mesurer sa distance au socle de support, qui est 25 représentative de l'état de déformation du ou des éléments amortisseurs 31 et 32. Dans la variante de réalisation illustrée à la figure 7, la machine 1 comporte deux freins 40. Dans la variante de réalisation de la figure 8, le palier arrière 13 est rapporté sur le carter 29. Le palier 35 de support du ou freins est réalisé pour accueillir un roulement 30 51 à double rangée. Dans une variante non illustrée, la machine ne comporte qu'un seul palier côté moteur, à savoir le palier avant 10, le roulement 15 pouvant dans ce cas être à double rangée. On a illustré sur la figure 9 une variante de réalisation d'élément amortisseur, 5 par exemple pour le palier avant 10 comme illustré, étant entendu que cela s'applique aussi au palier 35 du support du ou des freins 40. L'élément amortisseur comporte deux patins en élastomère 31a et 3 lb. Le premier 31a s'interpose entre le palier 10 et le socle S de réception de la machine. Le deuxième 31b s'interpose entre le socle S et une rondelle 101, maintenue par une vis 102 10 vissée dans le palier 10. Le patin 31a peut se présenter sous la forme d'une semelle au contact de toute la face inférieure du palier 10. Le patin 31b peut être étagé, afin de se centrer dans le perçage du socle S permettant le passage de la vis 102. Bien entendu, on peut apporter de nombreuses modifications aux exemples illustrés sans sortir du cadre de la présente invention. 15 Par exemple, le nombre et la nature des freins peuvent être modifiés. On peut par exemple utiliser des freins à mâchoire et non des freins à disque. Le carter du moteur peut être réalisé d'une seule pièce avec l'un et/ou l'autre des paliers, par exemple par usinage ou fonderie. 20 REVENDICATIONS1. Machine électrique (1) d'entraînement d'une poulie (3), comportant : - un arbre (5) sur lequel est montée la poulie, un moteur (7) d'entraînement de l'arbre (5), disposé d'un côté de la poulie (3), un ou plusieurs freins (40) disposés du côté opposé, - un palier avant (10) de support du moteur, portant un roulement avant (15), supporté par un ou plusieurs éléments amortisseurs (31), - un palier de support (35) du ou des freins (40), portant au moins un roulement (53), supporté par un ou plusieurs éléments amortisseurs (32). 2. Machine selon la revendication 1, le moteur (7) comportant un palier arrière (13) de support de l'arbre (5), portant un roulement arrière (17). 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, comportant plusieurs freins (40). 4. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, tous les freins (40) étant disposés d'un même côté du palier (35) de support des freins. S. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, le palier (35) de support du ou des freins portant un roulement, de préférence à double rangée. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 comportant un peson (34) disposé de manière à mesurer un déplacement de la machine induit par la charge pesant sur le ou les éléments amortisseurs (31, 32). 7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant dépourvue de carter autour de la poulie. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, le palier 25 avant (10) de support du moteur et le palier (35) de support du ou des freins (40) reposant sur un socle commun. 9. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, le ou les éléments amortisseurs (31, 32) étant constitués par des plots comportant un bloc en élastomère 30 10. Utilisation d'une machine (1) telle que définie dans l'une quelconque des revendications 1 à 9, pour l'entraînement d'un ascenseur, la poulie entraînant des câbles ou une courroie reliés à la cabine de l'ascenseur.