FR3097004A1 - Portail pivotant à motorisation électrique optimisé - Google Patents

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Abstract

L’invention porte sur une structure pour portail pivotant (1), comprenant : -un montant creux (30) destiné à la fixation d’un vantail (40) de portail, le montant creux (30) étant monté pivotant autour d’un axe vertical (A) et comportant un alésage (301) s’étendant selon cet axe vertical (A) ;-la structure comprend un moteur électrique synchrone à aimants permanents (60), pour l’entrainement en rotation du montant creux (30) ;-le moteur électrique (60) comprend un rotor (601) présentant plusieurs aimants permanents (6011) logés dans l’alésage (301), fixés sur une paroi interne (3020) du montant creux (30) et répartis autour dudit axe vertical (A) ;-le moteur électrique (60) comprend un stator (602) comportant un arbre fixe (6020) logé dans ledit alésage (301) et des électro-aimants (6021) fixés sur l’arbre fixe (6020) et répartis autour dudit axe vertical (A) en vis-à-vis des aimants permanents (6011). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3

Description

Portail pivotant à motorisation électrique optimisé
L’invention concerne les portails pivotants ou battants, et en particulier de tels portails pivotants munis d’une motorisation électrique.
La structure d'un système de portail pivotant comporte généralement un montant monté pivotant par rapport à un poteau ou un mur. Un vantail est fixé sur le montant. Dans un souci de confort, les portails pivotants sont le plus souvent motorisés pour assurer leur entraînement en rotation. Ainsi, de tels portails comportent un moteur destiné à entraîner sélectivement le montant et le vantail en rotation entre une position ouverte et une position fermée. Pour des raisons de compacité et d'esthétique, il est connu d'utiliser des montants creux et des moteurs tubulaires logés dans ces montants creux. En rendant le stator solidaire du poteau et le rotor solidaire du montant creux, on peut assurer l'entraînement en rotation du montant et du vantail.
De telles structures de portail se sont avérées présenter des défaillances. D'une part, on peut noter une usure prématurée de la transmission mécanique interposée entre un moteur électrique et le rotor du moteur tubulaire. En particulier, on a noté des casses prématurées de réducteurs de vitesse de ces transmissions.
Le document FR3027619 décrit un portail pivotant, comprenant :
-un montant creux présentant des extrémités supérieure et inférieure configurées pour guider le montant en rotation autour d’un axe reliant les extrémités supérieure et inférieure et présentant une première direction;
-une traverse creuse fixée sur le montant creux et s’étendant depuis l’extrémité inférieure de ce montant creux selon une deuxième direction perpendiculaire à la première direction;
-un moteur électrique logé dans le montant creux ;
Le portail pivotant comprend également une transmission incluant :
-une vis sans fin logée dans la traverse creuse et montée à rotation selon la deuxième direction par rapport à la traverse creuse, la vis sans fin étant entraînée en rotation par le moteur électrique ;
-un élément denté monté coulissant par rapport à la traverse creuse et engrenant sur la vis sans fin ;
-un bras de guidage, comportant une première extrémité solidaire de l’élément denté et une deuxième extrémité configurée pour guider le bras en rotation autour d’un axe présentant la première direction et excentré par rapport à l’axe de rotation du montant creux.
Une telle structure doit être intégrée à la fois dans le montant et dans la traverse. Par ailleurs, le mécanisme de réduction peut encore être sujet à une usure, pouvant altérer la fiabilité de son fonctionnement.
L’invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L’invention porte ainsi sur une structure pour portail pivotant, comprenant :
-un montant creux destiné à la fixation d’un vantail de portail, le montant creux étant monté pivotant autour d’un axe vertical et comportant un alésage s’étendant selon cet axe vertical ;
-la structure comprend un moteur électrique synchrone à aimants permanents, pour l’entrainement en rotation du montant creux ;
-le moteur électrique comprend un rotor présentant plusieurs aimants permanents logés dans l’alésage, fixés sur une paroi interne du montant creux et répartis autour dudit axe vertical ;
-le moteur électrique comprend un stator comportant un arbre fixe logé dans ledit alésage et des électro-aimants fixés sur l’arbre fixe et répartis autour dudit axe vertical en vis-à-vis des aimants permanents.
L’invention porte également sur les variantes suivantes. L’homme du métier comprendra que chacune des caractéristiques des variantes suivantes peut être combinée indépendamment aux caractéristiques ci-dessus, sans pour autant constituer une généralisation intermédiaire.
Selon une variante, lesdits aimants permanents s’étendent sur une longueur au moins égale à la moitié de la dimension dudit alésage selon l’axe vertical.
Selon une autre variante, la structure comporte en outre une platine inférieure et une platine supérieure sur lesquelles ledit arbre est fixé.
Selon une autre variante, ledit rotor présente au moins 8 aimants permanents répartis autour dudit axe vertical en vis-à-vis des électro-aimants.
Selon encore une variante, ledit montant creux présente des gorges s’étendant selon ledit axe vertical, lesdits aimants permanents étant logés dans des gorges respectives.
Selon encore une autre variante, lesdits aimants permanents sont recouverts d’un film de protection.
Selon une variante, ledit montant creux est formé en alliage d’aluminium.
Selon encore une variante, la structure comprend en outre un circuit de commande configuré pour alimenter sélectivement lesdits électro-aimants de façon à entraîner ledit montant creux en rotation autour dudit axe vertical.
Selon une variante, ledit circuit de commande est logé dans ledit alésage.
L’invention porte également sur un portail comprenant une telle structure et un vantail fixé sur le montant creux de la structure et s’étendant selon une direction horizontale perpendiculaire audit axe vertical.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
représente une vue en perspective d’une structure pour portail pivotant comportant un montant fixe, un montant creux et un vantail fixé sur le montant creux ;
représente une vue en coupe de dessus du montant creux de la figure 1 ;
représente une vue en coupe de côté du montant creux de la figure 1 ;
représente une vue en coupe de dessus partielle du montant creux de la figure 1 intégrant un rotor d’un moteur électrique ;
représente une vue en coupe de dessus d’un stator d’un moteur électrique intégré dans une structure pour portail pivotant.
La figure 1 représente une vue en perspective d’une structure pour portail pivotant 1 comportant :
- un montant fixe 20 s’étendant selon une direction verticale A ;
- un montant creux 30 s’étendant selon la direction verticale A. Le montant creux 30 présente avantageusement un alésage interne de section circulaire.
- un vantail de portail 40 fixé sur le montant creux 30 et s’étendant selon une direction horizontale B perpendiculaire à la direction verticale A.
- une platine inférieure 51 et une platine supérieure 52 permettant de guider le montant creux 30 par rapport au montant fixe 20.
La figure 2 représente une vue schématique simplifiée en coupe de dessus du montant creux 30.
Le montant creux 30 est monté pivotant autour de la direction verticale A (non représentée car perpendiculaire à la coupe). Le montant creux 30 est avantageusement formé en alliage d’aluminium. Le montant creux 30 comporte un alésage 301 s’étendant selon la direction verticale A.
La structure comprend un moteur électrique synchrone à aimants permanents 60. Le moteur 60 permet d’entraîner en rotation le montant creux 30. Le moteur 60 comprend :
- un rotor 601 présentant des aimants permanents 6011 logés dans l’alésage 301. Les aimants permanents 6011 sont répartis angulairement dans l’alésage 301. Le rotor 601 comporte une alternance d’aimants permanents 6011 de polarités opposées. Le montant 30 sert de support aux aimants permanents 6011 et fait donc partie du rotor 601 du moteur 60. Selon un mode de réalisation de l’invention, le rotor 601 présente avantageusement au moins 8 aimants permanents 6011 ;
- un stator 602 logé dans l’alésage 301 et comportant un arbre fixe 6020. Le stator 602 comporte également des électro-aimants 6021 fixés sur l’arbre 6020 et répartis autour de l’axe vertical en vis-à-vis des aimants permanents 6011. Selon un mode de réalisation de l’invention, le stator 602 présente avantageusement au moins 8 électro-aimants 6021.
Le montant creux 30 présente en outre une rainure 303 destinée à recevoir une extrémité du vantail de portail 40, afin de pouvoir entraîner celui-ci en rotation.
La figure 3 représente une vue en coupe de côté du montant creux 30. L’arbre fixe 6020 est maintenu fixe sur la platine inférieure 51 au moyen d’une embase 510 et sur la platine supérieure 52 au moyen d’une embase 520. Les embases 510 et 520 sont fixées respectivement sur les platines 51 et 52.
Le vantail 40 est maintenu fixé au montant 30 au moyen de la rainure 303. Le vantail 40 s’étend selon la direction horizontale B. Le vantail 40 est entraîné en rotation par l’action du rotor du moteur électrique 60 intégré dans la structure 1 et s’étendant selon la direction verticale A.
Le rotor 601 est guidé en rotation autour de l’arbre fixe 6020 du stator 602 par l’intermédiaire de roulements 511 et 521, situés respectivement aux extrémités basse et haute du montant creux 30.
Les aimants permanents 6011 logés dans l’alésage 301 s’étendent avantageusement sur une longueur au moins égale à la moitié de la dimension de l’alésage 301 selon la direction verticale A.
Les électro-aimants 6021 fixés sur l’arbre fixe 6020 sont alimentés sélectivement par un circuit de commande 61, de façon à entraîner le montant creux 30 en rotation autour de la direction verticale A. Le circuit de commande 61 pourra avantageusement être logé dans l’alésage 301, de façon à minimiser l’encombrement du dispositif. Le circuit de commande 61 pourra commander une rotation angulaire du rotor 601 par une commande appropriée des différents électro-aimants 6021, notamment en fonction de leur positionnement en vis-à-vis des aimants permanents 6011.
La figure 4 représente une vue en coupe de dessus du rotor 601 du moteur 60, selon un exemple de mode de réalisation de l’invention.
Les aimants permanents 6011 sont logés dans des gorges 305 ménagées dans une paroi interne 3020 du montant creux 30 et s’étendant selon l’axe vertical A (non représenté car perpendiculaire à la coupe de la figure). Les gorges 305 sont avantageusement disjointes : des séparations 306 subsistent entre les gorges 305. De telles séparations facilitent notamment le maintien et le montage des aimants permanents 6011. Une telle géométrie du montant creux 30 peut par exemple être obtenue par extrusion.
Les aimants permanents 6011 sont avantageusement recouverts d’un film de protection 70. Le film 70 permet de préserver l’état de surface et la longévité des aimants 6011.
La figure 5 représente une vue en coupe de dessus du stator 602 du moteur 60, selon un exemple de mode de réalisation de l’invention.
Les électro-aimants 6021 sont logés dans des gorges 6025 ménagées dans une paroi externe 6024 de l’arbre fixe 6020 et s’étendant selon l’axe vertical A (non représenté car perpendiculaire à la coupe de la figure). Les gorges 6025 sont avantageusement disjointes : des séparations 6026 subsistent entre les gorges 6025. Une telle géométrie de l’arbre fixe 6020 peut par exemple être obtenue par extrusion.
Une structure pour portail pivotant selon l’invention permet de se passer de réducteur de transmission entre le moteur et la structure du portail. Ainsi, une telle structure pour portail pivotant présente une très grande fiabilité et un faible niveau d’usure. Par ailleurs, le moteur et la transmission sont intégrés dans le montant creux. Ainsi, la conception de la fixation du vantail au montant creux n’est pas dépendante de la conception du moteur. Par ailleurs, le montant creux forme le support des aimants permanents du moteur et l’arbre fixe forme le support des électro aimants du moteur. Une structure à la fois légère et présentant un faible nombre de composants est ainsi obtenue selon l’invention. Le moteur est en outre assemblé simplement par l’assemblage du montant creux et de l’arbre fixe.
L’invention a été décrite en référence à une structure pour portail pivotant 1. L’invention peut également s’appliquer à d’autres types de structure pour portail pivotant.

Claims (10)

  1. Structure pour portail pivotant (1), comprenant :
    -un montant creux (30) destiné à la fixation d’un vantail (40) de portail, le montant creux (30) étant monté pivotant autour d’un axe vertical (A) et comportant un alésage (301) s’étendant selon cet axe vertical (A) ;
    caractérisée en ce que :
    -la structure comprend un moteur électrique synchrone à aimants permanents (60), pour l’entrainement en rotation du montant creux (30) ;
    -le moteur électrique (60) comprend un rotor (601) présentant plusieurs aimants permanents (6011) logés dans l’alésage (301), fixés sur une paroi interne (3020) du montant creux (30) et répartis autour dudit axe vertical (A) ;
    -le moteur électrique (60) comprend un stator (602) comportant un arbre fixe (6020) logé dans ledit alésage (301) et des électro-aimants (6021) fixés sur l’arbre fixe (6020) et répartis autour dudit axe vertical (A) en vis-à-vis des aimants permanents (6011).
  2. Structure pour portail pivotant (1) selon la revendication 1, dans laquelle lesdits aimants permanents (6011) s’étendent sur une longueur au moins égale à la moitié de la dimension dudit alésage (301) selon l’axe vertical (A).
  3. Structure pour portail pivotant (1) selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre une platine inférieure (51) et une platine supérieure (52) sur lesquelles ledit arbre (6020) est fixé.
  4. Structure pour portail pivotant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit rotor (601) présente au moins 8 aimants permanents (6011) répartis autour dudit axe vertical (A) en vis-à-vis des électro-aimants (6021).
  5. Structure pour portail pivotant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit montant creux (30) présente des gorges (305) s’étendant selon ledit axe vertical (A), lesdits aimants permanents (6011) étant logés dans des gorges respectives (305).
  6. Structure pour portail pivotant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdits aimants permanents (6011) sont recouverts d’un film de protection (70).
  7. Structure pour portail pivotant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit montant creux (30) est formé en alliage d’aluminium.
  8. Structure pour portail pivotant (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un circuit de commande (61) configuré pour alimenter sélectivement lesdits électro-aimants (6021) de façon à entraîner ledit montant creux (30) en rotation autour dudit axe vertical (A).
  9. Structure pour portail (1) selon la revendication 8, dans laquelle ledit circuit de commande (61) est logé dans ledit alésage (301).
  10. Portail comprenant une structure (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un vantail (40) fixé sur le montant creux (30) de la structure et s’étendant selon une direction horizontale (B) perpendiculaire audit axe vertical (A).
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ANONYMOUS: "Stepper motor - Wikipedia, the free encyclopedia", 24 June 2012 (2012-06-24), XP055271698, Retrieved from the Internet <URL:https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stepper_motor&oldid=499073552> [retrieved on 20160511] *

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