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"Dispositif de freinage automatique pour moteurs électriquespar servo-roter à influences magnétiques"
La présente invention a pour objet un dispositif de freinage au tomati que pour moteurs électriquespar servo-roter à. influences magnétiques, permettant d'assurer le freinage ins- tantané du moteur, même lancé à pleine vitesse, dès que le cou- rant est coupé volontairement ou fortuitement. on connaît déjà de nombreux dispositifs de freinage ma- gnétique; frein auxiliaire à bobines magnétiques, utilisation de la capacité magnétique du stator et rotor par déplacement latéral du rotor tout entier et de son arbre.
Cette dernière solution a pour inconvénient le frottement de l'arbre central dans ses paliers lors de son déplacement longitudinal; en outre, lorsque le moteur est conjugué avec une transmission par engre- nages, il y a un frottement considérable de l'ensemble rotatif provoqué par la pression des dents spécialement lorsqu'on démar- re à pleine charge.
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D'autre part, les freine électromagnétiques du type ordinaire nécessitent un électroaimant spécial de construction très encombrante, ces freins s'appliquent mal aux engins de levage dans lesquels il est nécessaire de réduire l'encombrement au minimum.
Le dispositif suivant l'invention permet de remédier à ces inconvénients et d'assurer dans de bonnes conditions le freinage automatique d'un moteur électrique. Il est particuliè- rement avantageux pour les moteurs d'entraînement des appareils de levage.
Dans ce dispositif, on fait agir la force attractive par ses influences magnétiques, du moteur, non pas sur le rotor normal, mais sur un rotor auxiliaire monté sur l'arbre du moteur et pouvant prendre un mouvement indépendant de celui de l'arbre moteur. C'est ce rotor auxiliaire qui, grâce aux influences magné- tiques, de par sa composition, ainsi qu'aux Influences partielles du champ tournant, transmet latéralement la force nécessaire aux organes assurant le freinage ou le déblocage.
Avec ce dispositif le rotor normal du moteur ne se dé- place pas latéralement. L'entrefer ne reçoit aucune variation ; on ne modifie à aucun moment les caractéristiques du moteur.
L'action du rotor auxiliaire peut être produite soi t par déplacement longi tudinal du servo-ro tor sur l'arbre du moteur, soit par rotation autour de ce même arbre. Dans tous les cas, déplacement longitudinal ou rotation sont indépendants du mouve- ment propre de l'arbre moteur.
Les dessins annexés représentent, à tttre d'exemple non limitatifs, des modes de réalisation du dispositif suivant l'in- vention,
La figure 1 est une vue en coupe d'un moteur équipé d'un dispositif de freinage à déplacement longitudinal du rotor auxiliaire;
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La figure 2 est une variante de ce moteur;
La figure 3 est une vue en coupe d'un moteur à freinage automatique par rotation du rotor auxiliaire;
Les figurée 4 et 5 sont des vues en élévation de cote du dispositif de freinage suivant figure 3.
Le moteur électrique, de construction normale, comprend (fig.l) un stator 1 avec ses enroulements 1' et un rotor normal 2 monté sur l'arbre principal 3. Ce rotor est de type normal, cy- li ndri que ; le moteur est à e n tre fe r normal. Dans le rotor 2 est prévue une cavité conique 4 de dimensions appropriées à la force attractive nécessaire. Un rotor auxiliaire 10 de forme conique claveté sur un arbre creux ou douille 5, est monté coulissant sur l'arbre 3, et vient s'engager dans la cavité 4. Cette douille 5, fixée sur l'arbre 3 par des clavettes coulissantes 6, est constam- ment repoussée du rotor 2 par le ressort 7.
Ce ressort 7 prend réaction sur le rotor 2.
A l'extrémité de la douille 5 opposée au rotor auxiliaire 10 est fixée une poulie, par exemple conique, ou un plateau de frein 11, lesquels peuvent venir en contact avec la contre-pièce qui reste fixe au bâti, palier ou flasque? du moteur.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant. Lorsque le moteur est alimenté, le passage du courant provoque l'attrac- tion du rotor auxiliaire 10 à l'intérieur de la cavité 4 en com- primant le ressort 7. Les poulies 11 et 12 sont écartées et le moteur fonctionne normalement.
Lorsque le courant est coupe, la force attractive sur le rotor auxiliaire 10 disparaft. Le ressort 7 pousse la douille 5 qui se déplace longitudinalement sur l'arbre 3. Les poulies 11 et 12 viennent en contact assurant un effet de freinage automati- que.
Dans la variante figure 2, le rotor auxiliaire 10 est constitué par un noyau conique non rotatif claveté en 6, qui peut @
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coulisser librement latéralement sur la douille 5, celle-ci étant fixe et solidaire du support du palier la. Les déplacements longitudinaux du noyau 10 sont transmis par les tiges 14 à des leviers en équerre 15 pivotant en 16. ces leviers actionnent les mâchoires de frein 17 agissant sur la poulie de freinage 18. Cet- te poulie 18 est calée sur l'arbre 3 du moteur. Des ressorts 19 de rappel places entre le flasque fixe 20 du moteur et le levier
15, tendent à déplacer les tiges 14 et le noyau 10 en position de freinage.
Lorsque le courant du moteur est coupé, les ressorts 19 se détendent, les tiges 14 entraînent le noyau 10 latéralement, appuient sur les leviers 15 et sur les sabots de freinage de la poulie 18; l'arbre 3 est freiné énergiquement,
Lorsqu'on rétablit le courant l'inverse se produit, le noyau 10 est attiré latéralement dans la cavité 4. Les mâchoires de frein 17 se débloquent de la poulie et le moteur fonctionne normalement.
Dans les figures 3 à 5 est représenté un mode d'exécution différent du dispositif suivant l'invention. Dans celui-ci, le rotor auxiliaire 10 est cylindrique : il empiète sur la longueur réservée au rotor normal 2. On utilise le mouvement de rotation obtenu par l'action du champ tournant sur le rotor 10, rotation qui se produit autour de l'arbre 3 indépendamment d'ailleurs de la rotation propre de cet arbre, Cette rotation est limitée par des butées 31 et 32, ainsi qu'il sera décrit plus loin.
Le rotor 10 est solidaire de la douille 5 montée folle soit sur l'arbre creux 21 du palier ou éventuellement sur l'arbre 3 directement. Un engrenage 22 est calé sur la douille
5 à l'extrémité opposée à celle où se trouve le rotor 10 et engrène avec une roue 23 qui transmet la rotation par l'arbre
24 à une biellette 25 et à un maneton à galet 27. Cette trans- mission peut aussi se faire par chafne ou tout autre mouvement.
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Les déplacements de la biellette 25 sont limites par lesbutéesréglables 31 et 32, Le mouvement du maneton 26 est transmis par la fourche 28 à une came 29. Cette came reçoit les extrémi tés 33 et 34 des deux mâchoires du frein 35 et 36 ayant leurs pivots en 41 et 42 et qui, normalement, sont comprimées par la tige 37 et les ressorts 38 et 39, lesquels appuient les deux mâchoires 35 et 36 sur la poulie 40 calée sur l'arbre 3.
Lorsque le courant est coupe, la came 29 prend la position médiane, verticalement comme sur la figure 5, les mâ- ohoires 35 et 36 serrent la poulie 40; le moteur est bloque.
Lorsque le courant est rétabli dans un sens ou dans l'au- tre, le rotor 10 tourne proportionnellement dans le sens du rotor principal et sa rotation est transmise, par les organes 22, 23, 24, 25, 27, 28 à la came 29, laquelle tourne et, déblo- quant les mâchoires 35 et 36, libère la poulie 40 et l'arbre 3 du moteur.
Les dispositifs précédemment décrits peuvent s'appliquer au freinage de tout moteur. Ils sont d'une application particu- lièrement avantageuse pour les appareils de levage assurant un freinage instantané du moteur lancé en pleine vitesse dès que le courant est coupé, volontairement ou non.
Ils peuvent présenter toutes modifications constructives désirées, les exemples donnée ci-dessus ne l'étant qu'à titre indicatif, maisnon limitatif. Tout di sposi tif ;de freinage compo rtan t, en plusdu rotor normal du moteur, un rotor auxi- liaire à déplacement indépendant de celui du rotor principal, rentre dans le cadre de la présente invention.
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"Automatic braking device for electric motors by servo-roter with magnetic influences"
The present invention relates to an automatic braking device for electric motors by servo-roter. magnetic influences, making it possible to ensure instantaneous braking of the motor, even when started at full speed, as soon as the current is cut off intentionally or accidentally. many magnetic braking devices are already known; Auxiliary brake with magnetic coils, using the magnetic capacity of the stator and rotor by lateral displacement of the entire rotor and its shaft.
The latter solution has the drawback of the friction of the central shaft in its bearings during its longitudinal displacement; furthermore, when the engine is mated with a gear transmission, there is considerable friction of the rotating assembly caused by the pressure of the teeth especially when starting at full load.
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On the other hand, electromagnetic brakes of the ordinary type require a special electromagnet of very bulky construction, these brakes are poorly applied to lifting devices in which it is necessary to reduce the bulk to a minimum.
The device according to the invention makes it possible to remedy these drawbacks and to ensure the automatic braking of an electric motor under good conditions. It is particularly advantageous for drive motors for lifting devices.
In this device, the attractive force is made to act by its magnetic influences, of the motor, not on the normal rotor, but on an auxiliary rotor mounted on the motor shaft and able to take a movement independent of that of the motor shaft. . It is this auxiliary rotor which, thanks to the magnetic influences, by its composition, as well as to the partial influences of the rotating field, laterally transmits the necessary force to the parts ensuring the braking or the release.
With this device the normal rotor of the motor does not move sideways. The air gap receives no variation; the characteristics of the engine are not modified at any time.
The action of the auxiliary rotor can be produced either by longitudinal displacement of the servo-rotor on the motor shaft, or by rotation around this same shaft. In all cases, longitudinal movement or rotation are independent of the actual movement of the motor shaft.
The appended drawings show, by way of non-limiting example, embodiments of the device according to the invention,
FIG. 1 is a sectional view of a motor equipped with a braking device with longitudinal displacement of the auxiliary rotor;
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FIG. 2 is a variant of this engine;
FIG. 3 is a sectional view of a motor with automatic braking by rotation of the auxiliary rotor;
Figures 4 and 5 are side elevational views of the braking device according to figure 3.
The electric motor, of normal construction, comprises (fig.l) a stator 1 with its windings 1 'and a normal rotor 2 mounted on the main shaft 3. This rotor is of the normal type, cyclic; the engine is turned on normally. In the rotor 2 is provided a conical cavity 4 of appropriate dimensions to the necessary attractive force. An auxiliary rotor 10 of conical shape keyed on a hollow shaft or sleeve 5, is slidably mounted on the shaft 3, and engages in the cavity 4. This sleeve 5, fixed on the shaft 3 by sliding keys 6 , is constantly pushed back from the rotor 2 by the spring 7.
This spring 7 reacts on the rotor 2.
At the end of the sleeve 5 opposite the auxiliary rotor 10 is fixed a pulley, for example conical, or a brake plate 11, which can come into contact with the counterpart which remains fixed to the frame, bearing or flange? of the motor.
The operation of the device is as follows. When the motor is energized, the passage of current causes the attraction of the auxiliary rotor 10 inside the cavity 4 by compressing the spring 7. The pulleys 11 and 12 are moved apart and the motor operates normally.
When the current is turned off, the attractive force on the auxiliary rotor 10 disappears. The spring 7 pushes the sleeve 5 which moves longitudinally on the shaft 3. The pulleys 11 and 12 come into contact ensuring an automatic braking effect.
In the variant in FIG. 2, the auxiliary rotor 10 is constituted by a non-rotating conical core keyed at 6, which can @
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slide freely laterally on the sleeve 5, the latter being fixed and integral with the support of the bearing 1a. The longitudinal movements of the core 10 are transmitted by the rods 14 to angled levers 15 pivoting at 16. These levers actuate the brake shoes 17 acting on the brake pulley 18. This pulley 18 is wedged on the shaft 3. of the motor. Return springs 19 placed between the fixed flange 20 of the engine and the lever
15, tend to move the rods 14 and the core 10 in the braking position.
When the current of the motor is cut, the springs 19 relax, the rods 14 drive the core 10 laterally, press on the levers 15 and on the brake shoes of the pulley 18; shaft 3 is braked energetically,
When the current is restored, the reverse occurs, the core 10 is attracted laterally into the cavity 4. The brake shoes 17 release from the pulley and the motor operates normally.
In Figures 3 to 5 is shown a different embodiment of the device according to the invention. In this, the auxiliary rotor 10 is cylindrical: it encroaches on the length reserved for the normal rotor 2. The rotational movement obtained by the action of the rotating field on the rotor 10 is used, which rotation occurs around the rotor. shaft 3, moreover independently of the proper rotation of this shaft, This rotation is limited by stops 31 and 32, as will be described later.
The rotor 10 is integral with the bush 5 mounted loose either on the hollow shaft 21 of the bearing or possibly on the shaft 3 directly. A gear 22 is wedged on the sleeve
5 at the opposite end to that where the rotor 10 is located and meshes with a wheel 23 which transmits the rotation through the shaft
24 to a connecting rod 25 and to a crank pin 27. This transmission can also be done by chain or any other movement.
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The movements of the rod 25 are limited by the adjustable stops 31 and 32, The movement of the crank pin 26 is transmitted by the fork 28 to a cam 29. This cam receives the ends 33 and 34 of the two brake shoes 35 and 36 having their pivots at 41 and 42 and which, normally, are compressed by the rod 37 and the springs 38 and 39, which press the two jaws 35 and 36 on the pulley 40 wedged on the shaft 3.
When the current is cut, the cam 29 assumes the middle position, vertically as in FIG. 5, the jaws 35 and 36 clamp the pulley 40; the motor is blocked.
When the current is restored in one direction or the other, the rotor 10 rotates proportionally in the direction of the main rotor and its rotation is transmitted, by the members 22, 23, 24, 25, 27, 28 to the cam 29, which rotates and, releasing the jaws 35 and 36, releases the pulley 40 and the shaft 3 from the motor.
The devices described above can be applied to the braking of any motor. They have a particularly advantageous application for lifting devices providing instantaneous braking of the motor when the motor is started at full speed as soon as the current is cut, intentionally or not.
They can have any desired constructive modifications, the examples given above being only indicative, but not limiting. Any braking device comprising, in addition to the normal rotor of the motor, an auxiliary rotor with displacement independent of that of the main rotor, falls within the scope of the present invention.