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Patent 3181800 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 3181800
(54) English Title: DISPOSITIF D'ENROULEMENT/DEROULEMENT D'UN LIEN
(54) French Title: DEVICE FOR WINDING OR UNWINDING A LINE
Status: Application Compliant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B65H 75/44 (2006.01)
  • H02G 11/02 (2006.01)
  • H02K 1/27 (2022.01)
  • H02K 7/14 (2006.01)
  • H02K 21/24 (2006.01)
(72) Inventors :
  • BERGER, JEAN-MICHEL (France)
  • PARSEIHIAN, BRUNO (France)
  • FOURNIER, YOHAN (France)
(73) Owners :
  • CONDUCTIX WAMPFLER FRANCE
(71) Applicants :
  • CONDUCTIX WAMPFLER FRANCE (France)
(74) Agent: NORTON ROSE FULBRIGHT CANADA LLP/S.E.N.C.R.L., S.R.L.
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2021-05-18
(87) Open to Public Inspection: 2021-11-25
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2021/050865
(87) International Publication Number: WO 2021234272
(85) National Entry: 2022-11-01

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
2005124 (France) 2020-05-19

Abstracts

English Abstract

The invention relates to a device for winding/unwinding a line suitable for transporting a fluid or transmitting energy and/or signals, comprising: - a spool (2) suitable for receiving the line in wound form, - a hollow through shaft (3) suitable for enabling the line or fluid to pass between a rotary joint and the spool, the hollow shaft (3) being rigidly connected to the spool (2) to rotate the spool about a longitudinal axis (X) of the shaft, - at least one synchronous motor having direct-drive permanent magnets comprising a stator with windings (10) suitable for being powered by an electrical, three-phase power supply and a rotor having the permanent magnets (11) opposite the windings (10) of the stator.


French Abstract

Dispositif d'enroulement/déroulement d'un lien L'invention concerne un dispositif d'enroulement/déroulement d'un lien adapté pour transporter un fluide ou transmettre de l'énergie et/ou des signaux, comprenant : - une bobine (2) adaptée pour recevoir ledit lien sous forme enroulée, - un arbre creux (3) traversant adapté pour le passage dudit lien ou fluide entre un joint tournant et la bobine, ledit arbre creux (3) étant solidarisé à la bobine (2) pour entraîner ladite bobine en rotation autour d'un axe longitudinal (X) dudit arbre, - au moins un moteur synchrone à aimants permanents à entraînement direct, comprenant un stator portant des bobinages (10) adaptés pour être alimentés électriquement en triphasé et un rotor portant les aimants permanents (11) en regard des bobinages (10) du stator.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


WO 2021/234272 11 PCT/FR2021/050865
Revendications
1. Dispositif d'enroulement/déroulement d'un lien adapté pour
transporter un
fluide ou transmettre de l'énergie et/ou des signaux, comprenant :
- une bobine (2) adaptée pour recevoir ledit lien sous forme enroulée,
- un arbre creux (3) traversant adapté pour le passage dudit lien ou fluide
entre un
joint tournant et la bobine, ledit arbre creux (3) étant solidarisé à la
bobine (2) pour
entraîner ladite bobine en rotation autour d'un axe longitudinal (X) dudit
arbre,
- au moins un moteur synchrone à aimants permanents à entraînement direct,
comprenant un stator portant des bobinages (10) adaptés pour être alimentés
électriquement en triphasé et un rotor portant les aimants permanents (11) en
regard
des bobinages (10) du stator.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel au moins un rotor dudit
au
moins un moteur synchrone est formé par un disque central (24) de la bobine
(2).
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel au moins un rotor (41,
42)
dudit au moins un moteur synchrone est rigidement solidaire de l'arbre (3).
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les aimants permanents
sont
agencés au travers dudit au moins rotor (41) de sorte à présenter chacun une
face nord
sur un côté dudit rotor (41,42) et une face sud sur le côté opposé du même
rotor (41,42).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel chaque
aimant
(11) permanent présente une forme trapézoïdale, la hauteur de chaque aimant
permanent s'étendant radialement par rapport à l'axe longitudinal (X).
6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel les aimants (11) sont
juxtaposés pour former une couronne.
7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel l'extension radiale de
la
couronne d'aimants (11) est sensiblement égale à la hauteur des bobinages
(10).
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le moteur
est à
flux axial.

12
9.
Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant en outre un
variateur de vitesse électronique adapté pour faire varier le courant
d'alimentation des
bobinages du stator.
10. Dispositif selon la revendication 9, comprenant en outre un joint tournant
couplé à une extrémité de l'arbre creux (3) opposée à la bobine (2) et un
système de
contrôle/commande comprenant une unité de traitement couplée ou intégrée au
variateur de vitesse électronique pour piloter chaque moteur en fonction
notamment de
la position de l'enrouleur et de la phase de fonctionnement.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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WO 2021/234272 1 PCT/FR2021/050865
Dispositif d'enroulement/déroulement d'un lien
Domaine technique
L'invention concerne un dispositif d'enroulement/déroulement d'un lien adapté
pour transporter un fluide ou transmettre de l'énergie et/ou des signaux.
Etat de la technique
Il existe de nombreuses applications industrielles dans lesquelles il est
nécessaire
de transmettre de l'énergie et/ou des signaux (par exemple, un courant
électrique, des
.. signaux optiques, une tension mécanique, un fluide, etc.) par une liaison
tournante entre
un premier élément et un second élément mobile par rapport au premier élément.
Par
exemple, le premier élément peut être une armoire fixée au sol, un bâti d'un
robot, etc.
et le second élément peut être un chariot ou un portique roulant au sol, un
bras d'un
robot, etc.
L'énergie et/ou les signaux susmentionnés sont transmis par l'intermédiaire
d'un
câble électrique, d'une fibre optique ou d'un faisceau de fibres optiques, un
câble
mécanique, un conduit hydraulique ou pneumatique ou de tout autre moyen
approprié,
généralement désigné dans le présent texte par lien .
Pour éviter que le lien ne se déploie de manière désordonnée lors du
déplacement
du second élément par rapport au premier élément, il est connu de disposer le
lien sur
une bobine d'un enrouleur monté sur le premier ou le second élément et
comprenant
une unité d'entraînement adaptée pour entraîner en rotation la bobine, de
sorte à
dérouler ou enrouler ledit lien de manière synchronisée avec le déplacement du
second
élément par rapport au premier élément. Un tel dispositif d'enroulement est
par exemple
décrit dans EP3008005.
Un enrouleur doit s'adapter au plus près des applications pour lesquelles il
est
utilisé, celles-ci étant très variées. En fonction du lien, de la hauteur
d'installation, des
vitesses et accélérations de déplacement du second élément par rapport au
premier
élément, le dimensionnement de l'unité d'entraînement doit être adapté.
Une particularité des enrouleurs est la faible vitesse de rotation de la
bobine mais
la nécessité de délivrer un couple important.
Il existe différents types d'unités d'entraînement destinées à répondre à ces
contraintes techniques.
Un premier type d'unité d'entraînement comprend l'association d'un moteur avec
un coupleur magnétique, tel que décrit par exemple dans les documents
FR2102600,
FR2607333 et FR2899399. Cette conception autorise une certaine modularité à
partir
de moteurs et de coupleurs identiques, dans la mesure où plusieurs groupes
moto-

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coupleurs peuvent être montés sur un même réducteur pour ajuster le couple en
fonction
de l'application.
Un second type d'unité d'entraînement comprend l'association d'un moteur à
fréquence variable et d'une unité de contrôle électronique. Ce type d'unité
d'entraînement ne bénéficie pas de la modularité du premier type dans la
mesure où le
moteur doit être choisi avec la puissance requise pour l'application. Un autre
type d'unité
d'entraînement est un moteur à flux axial comme par exemple décrit dans
EP3072220.
Brève description de l'invention
Un but de l'invention est de concevoir un nouveau type d'entraînement pour un
enrouleur, permettant de procurer un couple élevé à basse vitesse.
A cet effet, l'invention propose un dispositif d'enroulement/déroulement d'un
lien
adapté pour transporter un fluide ou transmettre de l'énergie et/ou des
signaux,
comprenant :
- une bobine adaptée pour recevoir ledit lien sous forme enroulée,
- un arbre creux traversant adapté pour le passage dudit lien ou fluide
entre
le joint tournant et la bobine, ledit arbre creux étant solidarisé à la bobine
pour
entraîner ladite bobine en rotation autour d'un axe longitudinal dudit arbre,
- au moins un moteur synchrone à aimants permanents à entraînement
direct, comprenant un stator portant des bobinages adaptés pour être alimentés
électriquement en triphasé et un rotor portant les aimants permanents en
regard
des bobinages du stator.
Dans certains modes de réalisation, au moins un rotor dudit au moins un moteur
est formé par un disque central de la bobine.
Dans d'autres modes de réalisation, au moins un rotor dudit au moins un moteur
synchrone est rigidement solidaire de l'arbre. Dans certains modes de
réalisation les
aimants permanents sont agencés au travers dudit au moins un rotor de sorte à
présenter chacun une face nord sur un côté dudit rotor et une face sud sur le
côté opposé
du même rotor.
Dans certains modes de réalisation, chaque aimant permanent présente une forme
trapézoïdale, la hauteur de chaque aimant permanent s'étendant radialement par
rapport à l'axe longitudinal. De manière particulièrement avantageuse, les
aimants sont
juxtaposés pour former une couronne.
Dans certains modes de réalisation, l'extension radiale de la couronne des
aimants
est sensiblement égale à la hauteur des bobinages.
Dans un mode de réalisation préféré, le moteur est à flux axial.
Le dispositif peut en outre comprendre un variateur de vitesse électronique
adapté
pour faire varier le courant d'alimentation des bobinages du stator. Le
dispositif

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comprend avantageusement en outre un joint tournant couplé à une extrémité de
l'arbre
creux opposée à la bobine et un système de contrôle/commande comprenant une
unité
de traitement couplée ou intégrée au variateur de vitesse électronique pour
piloter
chaque moteur en fonction notamment de la position de l'enrouleur et de la
phase de
fonctionnement.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la
description
détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue d'ensemble d'un dispositif d'enroulement/déroulement
selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe du dispositif d'enroulement/déroulement
de la
figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective du dispositif
d'enroulement/déroulement
de la figure 1 avec une coupe partielle au niveau du moteur, selon une
première forme
d'exécution du moteur ;
- la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3 avec une seconde
forme
d'exécution du moteur ;
- la figure 5 est une vue similaire à celle des figures 3 et 4 avec une
troisième forme
d'exécution du moteur ;
- la figure 6 est une vue en coupe du dispositif d'enroulement/déroulement
selon
un autre mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 7 est une vue en perspective d'un dispositif
d'enroulement/déroulement
selon un autre mode de réalisation de l'invention, avec une coupe partielle au
niveau du
stator ;
- la figure 8 est une vue similaire à celle de la figure 7 avec deux
moteurs
juxtaposés ;
- la figure 9 est une vue similaire à celle des figures 7 et 8 avec trois
moteurs
juxtaposés ;
- la figure 10 est une vue similaire à celle des figures 7-9 avec quatre
moteurs
juxtaposés.
Seuls les éléments nécessaires à la description de l'enrouleur ont été
représentés.
Les signes de référence identiques d'une figure à l'autre désignent des
éléments
identiques ou remplissant une même fonction, et ne seront donc pas
nécessairement
décrits en détail à nouveau.

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Description détaillée de modes de réalisation
La figure 1 est une vue d'ensemble d'un dispositif d'enroulement/déroulement
d'un
lien selon une forme d'exécution de l'invention.
Le lien peut être un câble électrique, une fibre optique ou un faisceau de
fibres
optiques, un câble mécanique, un conduit hydraulique ou pneumatique ou tout
autre
moyen approprié pour transmettre de l'énergie et/ou des signaux.
Pour des raisons de lisibilité des figures, le raccord tournant, le dispositif
de
contrôle/commande et les éléments reliés par le lien n'ont pas été
représentés.
L'un de ces éléments peut être, notamment mais de manière non limitative, une
armoire fixée au sol ou un bâti d'un robot.
L'autre de ces éléments peut être, notamment mais de manière non limitative :
un
chariot ou un portique roulant au sol, ou encore un bras d'un robot.
Le dispositif d'enroulement/déroulement (également appelé enrouleur dans la
suite du texte) comprend un support qui est adapté pour être rigidement
solidaire de l'un
des éléments.
L'enrouleur comprend également une bobine 2 adaptée pour recevoir le lien sous
forme enroulée.
La bobine comprend :
- un mandrin 20 s'étendant selon un axe de rotation de la bobine, et
- deux ensembles de bras latéraux 21a, 21b définissant un volume
d'enroulement
du lien, adaptés pour contenir latéralement les spires dudit lien, fixés de
part et d'autre
du mandrin 20. Chaque ensemble de bras forme une joue.
De manière alternative (non représentée), les joues de la bobine peuvent être
pleines, chaque ensemble de bras étant remplacé par un disque de diamètre
équivalent.
La structure de la bobine est rigidifiée par des viroles, qui peuvent faire
partie
intégrante du mandrin ou des joues, à savoir :
- une virole intérieure 22, située à une première distance du mandrin, et
- une paire de viroles extérieures 23a, 23b dans laquelle chaque virole est
fixée à
au moins un bras d'une joue respective à une seconde distance du mandrin,
supérieure
à la première distance.
La bobine comprend une surface portante adaptée pour recevoir les spires du
lien,
la spire intérieure étant au contact de ladite surface portante. Ladite
surface portante
peut notamment faire partie du mandrin ou de la virole intérieure.
L'entreflasque, c'est-à-dire la distance entre les deux joues, est défini en
fonction
de la largeur du lien à enrouler sur la bobine. Pour permettre un
enroulement/déroulement correct du lien, notamment dans le cas d'une bobine
mono-

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spire, l'entreflasque est ajusté pour que les distances entre les joues soient
adaptées au
lien enroulé au niveau des extrémités proximales et distales des bras.
L'entreflasque et la longueur des bras, qui définissent la capacité de la
bobine,
sont choisis en fonction de la longueur maximale du lien susceptible d'être
enroulée sur
la bobine. Selon les applications, le diamètre extérieur de la bobine peut
être
typiquement de l'ordre de 3 à 8 m.
La bobine 2 est rigidement solidaire d'une extrémité d'un arbre 3 qui est
monté
mobile en rotation par rapport au support par l'intermédiaire de roulements
30.
Comme on le voit mieux sur la figure 2, l'arbre 3 est creux, de sorte à
permettre le
passage du lien entre la bobine 2 et le joint tournant (non représenté) qui
est situé du
côté de l'arbre opposé à la bobine. Ainsi, le lien est protégé vis-à-vis des
éléments
environnant l'enrouleur et ne risque pas d'être endommagé par ceux-ci.
Dans le cas où le lien transporte un fluide, l'arbre creux lui-même peut
constituer
un conduit pour le fluide, des raccords avec le lien étant alors prévus aux
extrémités de
l'arbre.
L'extrémité de l'arbre creux opposée à la bobine est couplée à un arbre creux
du
joint tournant (non représenté) coaxial avec l'arbre creux 3.
L'arbre et la bobine sont entraînés en rotation autour de l'axe longitudinal X
de
l'arbre 3 par au moins un moteur synchrone à aimants permanents à entraînement
direct.
Ce type de moteur est également appelé direct drive motor dans la
terminologie
anglo-saxonne.
Ledit au moins un moteur comprend un stator 1 qui est rigidement solidaire du
support. Sur les figures, le stator 1 est formé d'un seul tenant avec le
support, mais il
pourrait être formé d'une pièce distincte rigidement liée au support.
Selon un mode de réalisation préféré, le stator 1 supporte une pluralité de
bobinages 10 alimentés en triphasé agencés autour de l'axe X pour produire un
champ
magnétique selon l'axe X dont la polarité alterne en fonction du sens du
courant
traversant les bobinages. Plus précisément, le stator 1 comprend une pluralité
de tôles
magnétiques 100 séparées les unes des autres par des encoches radiales et
chaque
bobinage est constitué d'un ensemble 101 de spires de fils électriquement
conducteurs
glissés dans lesdites encoches.
Le moteur comprend également un rotor mobile en rotation par rapport au stator
1. Le rotor supporte une pluralité d'aimants permanents 11.
Les spires des bobinages 10 sont agencées dans une direction sensiblement
radiale de sorte à créer un champ magnétique axial en regard des aimants
permanents
11 du rotor.
Dans certains modes de réalisation, en référence aux figures 2-5, le rotor est
constitué par un disque 24 solidaire de la bobine sur lequel sont fixés les
aimants

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permanents. De manière avantageuse, ledit disque peut être confondu avec le
mandrin
20.
Pour optimiser la surface couverte par les aimants, les aimants présentent
avantageusement une forme sensiblement trapézoïdale, avec une hauteur orientée
.. radialement par rapport à l'axe X, la base la plus étroite étant
positionnée plus près de
l'axe X que la base la plus large. Les bases des aimants peuvent être droites
ou
incurvées. Les aimants permanents peuvent ainsi être juxtaposés pour former
une
couronne coaxiale avec l'axe X, en regard des bobinages. Ainsi, comme illustré
sur les
figures 3 à 5, le stator 1 comprend des bobinages 10 de différentes hauteurs,
et le rotor
comprend des aimants permanents 11 trapézoïdaux agencés selon une couronne
dont
la largeur, qui correspond à la hauteur des aimants, est préférentiellement
inférieure ou
égale à la hauteur des bobinages (la hauteur d'un bobinage étant mesurée dans
le sens
radial par rapport à l'axe X).
Dans d'autres modes de réalisation, en référence aux figures 6-10, le rotor
41,42
comprend un disque sur une face duquel sont fixés les aimants permanents 11,
ledit
disque ne faisant pas partie de la bobine 2 mais étant rigidement solidaire de
l'arbre
creux 3. En particulier, le rotor peut être formé d'un seul tenant avec
l'arbre creux, ou
bien être fixé rigidement à celui-ci, par exemple par des cannelures, des
clavettes, ou
tout autre moyen de fixation. Le stator 1 est agencé autour du rotor 41, 42 et
de l'arbre
creux 3 par l'intermédiaire de roulements 30 permettant une rotation de
l'arbre creux et
du rotor 41, 42 par rapport au stator 1. Le stator 1 comprend une surface en
regard de
la face du rotor portant les aimants permanents, ladite surface supportant une
pluralité
de bobinages 101-104 alimentés en triphasé agencés autour de l'axe X pour
produire
un champ magnétique selon l'axe X dont la polarité alterne en fonction du sens
du
courant traversant les bobinages.
Plus précisément, le stator 1 comprend une pluralité de tôles magnétiques
séparées les unes des autres par des encoches radiales et chaque bobinage 101-
104
est constitué d'un ensemble de spires de fils électriquement conducteurs
glissés dans
lesdites encoches.
De manière particulièrement avantageuse, cet agencement du rotor et du stator
permet de juxtaposer plusieurs moteurs le long de l'axe X, chaque moteur
associant une
face d'un rotor portant les aimants permanents et la face du stator en vis-à-
vis,
supportant les bobinages. Ainsi, chaque rotor peut être commun à deux moteurs
adjacents, une première face portant les aimants permanents appartenant à un
premier
moteur et une seconde face, opposée à la première et portant également les
aimants
permanents, appartenant à un second moteur. Selon ce principe, d'autres rotors
peuvent
être ajoutés qui, combinés à des faces respectives du stator, contribuent
chacun à deux
moteurs supplémentaires.

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La figure 6 illustre ainsi un mode de réalisation avec quatre moteurs 51-54,
comprenant deux rotors 41, 42 supportant des aimants permanents 111-114 sur
leurs
deux faces, chaque face d'un rotor étant en regard d'une face respective du
stator
comprenant des bobinages 101-104.
L'architecture de la figure 6 permet de faire varier le nombre de moteurs
entre 1 et
4, selon le nombre de faces des rotors 41, 42 qui sont pourvues d'aimants
permanents
et de faces de stator respectives qui sont pourvues de bobinages.
Naturellement, on
pourrait ajouter des moteurs supplémentaires en prévoyant un ou plusieurs
rotors
supplémentaires coaxiaux avec les rotors 41, 42, et des faces de stator
supplémentaires
respectives.
La figure 7 illustre un mode de réalisation comportant un rotor 41 comportant
des
aimants 111 sur une face en regard d'une surface du stator 1comportant les
bobinages
101, formant un moteur 51. Le rotor 41 est rigidement solidaire de l'arbre 3
et coaxial
avec la bobine.
La figure 8 illustre un mode de réalisation comportant un rotor 41 comportant
des
aimants 111 sur une face en regard de la surface du stator 1 comportant les
bobinages
101, formant un moteur 51, et des aimants 112 sur la face opposée du rotor 41
en regard
d'une deuxième surface du stator 1 comportant les bobinages 102, formant un
deuxième
moteur 52.
Les aimants peuvent, par exemple, être collés sur les surfaces du rotor 41.
De manière alternative, un seul ensemble d'aimants peut être utilisé pour deux
moteurs adjacents. Dans ce cas, les aimants sont agencés dans le rotor 41 de
manière
à ce qu'un aimant présente une face nord sur un premier côté du rotor 41 et
une face
sud de l'autre côté du même rotor 41, et qu'un aimant adjacent présente une
face sud
sur le premier côté du rotor 41 et la face nord sur l'autre côté du rotor 41.
En d'autres
termes, les faces nord et sud sont alternées sur chaque côté du rotor 41.
Le premier moteur formé par le rotor 41 comporte donc des aimants sur une
couronne, présentant de manière alternée une face nord et une face sud. Sur la
face
opposée du même rotor 41, on trouve une couronne d'aimants présentant la
polarité
opposée. En décalant les enroulements des stators situés de part et d'autre du
rotor d'un
pas d'aimant, on crée un couple doublé par rapport à une couronne d'aimants
utilisée
d'un seul côté.
Chaque aimant a ainsi une face utilisée par le premier moteur 51, tandis que
sa
face opposée est utilisée par le second moteur 52. Par exemple, le rotor 41
peut être en
tôle présentant des réservations de la forme des aimants, dans lesquelles les
aimants
111-114 sont agencés de manière à traverser le rotor 41.

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WO 2021/234272 8 PCT/FR2021/050865
Dans les modes de réalisation des figures 7 et 8, le rotor 42 n'est pas
utilisé pour
former un moteur et ne porte donc pas d'aimants permanents. Il serait
naturellement
possible de supprimer ce rotor 42 afin d'augmenter la compacité du dispositif.
La figure 9 illustre un mode de réalisation comportant les moteurs 51 et 52 et
un
deuxième rotor 42 comportant des aimants 113 sur une face en regard de la
surface du
stator 1 comportant les bobinages 103, formant troisième un moteur 53.
La figure 10 illustre un mode de réalisation comportant les moteurs 51 et 52
et un
deuxième rotor 42 comportant des aimants 113 sur une face en regard d'une
troisième
surface du stator 1 comportant les bobinages 103, formant un troisième moteur
53, et
des aimants 114 sur sa face opposée en regard d'une quatrième surface du
stator 1
comportant les bobinages 104, formant un quatrième moteur 54.
De manière alternative, les moteurs 53 et 54 peuvent être formés par un même
ensemble d'aimants agencés au travers du rotor 42 de manière à présenter,
chacun une
face nord sur un coté du rotor 42 et une face sud de l'autre côté du même
rotor 42, en
alternant les faces nord et sud des aimants adjacents sur chaque côté du
rotor.
Le nombre de rotors est à titre purement illustratif et non limitatif, l'homme
du
métier saura l'adapter en fonction des paramètres du dispositif d'enroulement
et le
couple nécessaire.
Dans les modes de réalisation comprenant un ou plusieurs rotors 41-42 portant
des aimants permanents 111-114, les aimants permanents 111-114 présentent
avantageusement une forme sensiblement trapézoïdale, avec une hauteur orientée
radialement par rapport à l'axe X, la base la plus étroite étant positionnée
plus près de
l'axe X que la base la plus large. Les bases des aimants peuvent être droites
ou
incurvées. Les aimants permanents peuvent ainsi être juxtaposés pour former
une
couronne coaxiale avec l'axe X, en regard des bobinages.
Chaque moteur est piloté par un variateur de vitesse électronique (non
représenté)
adapté pour faire varier la tension, la fréquence et le courant d'alimentation
des
bobinages du stator 1. Lesdits bobinages produisent un champ magnétique
tournant à
une vitesse proportionnelle à la fréquence d'alimentation, engendrant une
rotation du ou
des rotors dont les aimants permanents produisent un champ magnétique. De
manière
avantageuse, on peut piloter le courant alimentant les bobinages, de sorte à
faire varier
le champ magnétique et donc adapter le couple produit par le moteur.
Le variateur de vitesse électronique fait partie du système de
contrôle/commande
de l'enrouleur, qui comprend également une unité de traitement couplée ou
intégrée au
variateur pour piloter le moteur notamment en fonction de la position de
l'enrouleur et de
la phase de fonctionnement.
Ledit système de contrôle/commande comprend en outre des capteurs adaptés
pour mesurer le courant électrique circulant à travers les bobinages du
moteur.

CA 03181800 2022-11-01
WO 2021/234272 9 PCT/FR2021/050865
L'unité de traitement comprend au moins un processeur configuré pour
implémenter des algorithmes de calcul tenant compte de données d'entrées
fournies
notamment par les capteurs et une mémoire dans laquelle sont enregistrés des
paramètres nécessaires à l'exécution des algorithmes.
Dans certains modes de réalisation, l'unité de traitement est intégrée
directement
dans le variateur ; dans d'autres modes de réalisation, l'unité de traitement
est intégrée
dans un automate programmable extérieur au variateur (par exemple celui de la
machine
à laquelle est relié l'enrouleur).
L'unité de traitement et le variateur peuvent être agencés à l'intérieur d'une
armoire
située à proximité de l'enrouleur.
Un avantage d'un tel moteur ou ensemble de moteurs à entraînement direct est
qu'il permet d'éviter l'utilisation de tout élément de transmission, tel qu'un
réducteur, et
s'affranchit donc de toutes les problématiques générées par un tel réducteur,
telles que
notamment les éventuelles défaillances et jeux de fonctionnement du réducteur,
ainsi
que les pertes qu'il induit par son rendement.
Par ailleurs, dans un tel moteur, il n'y a aucun contact entre le rotor et le
stator 1.
Il n'y a donc aucune usure mécanique, ce qui engendre une excellente fiabilité
et une
longue durée de vie.
D'autre part, un tel moteur ou ensemble de moteurs permet de générer des
.. couples de courte durée plus importants que les technologies actuelles à
moteur
asynchrone, ce qui s'avère important pour permettre de réduire la durée de
freinage de
l'enrouleur en arrêt d'urgence (à puissance constante du moteur) ou de passer
plus
rapidement au-dessus du point d'alimentation de l'enrouleur, ceci requérant un
fort
surcouple, en comparaison du couple généré en utilisation courante, sur une
période
courte (typiquement inférieure à 5 secondes).
Par ailleurs, l'enrouleur selon l'invention bénéficie de la grande dimension
de la
bobine pour permettre un agencement d'un grand nombre d'aimants permanents, et
de
placer lesdits aimants à une distance importante de l'axe X, afin de procurer
le couple
souhaité.
Par exemple, on dispose typiquement d'un diamètre de l'ordre de 1,5 m pour
disposer les aimants. La vitesse de rotation de la bobine est typiquement de
l'ordre de
30 tr/min, mais peut plus généralement être comprise entre une vitesse presque
nulle et
100 tr/min. Le couple produit par le moteur peut atteindre 8000 Nm.
Comme on le voit sur les figures 3 à 10, l'architecture d'enrouleur selon
l'invention
se prête à une certaine modularité, tant en termes de taille et/ou nombre des
bobinages
que de taille des aimants permanents.
Ainsi, dans le mode de réalisation de la figure 3, le stator 1 comprend des
bobinages 10 présentant une hauteur hi, le sommet des bobinages dans la
direction

CA 03181800 2022-11-01
WO 2021/234272 10 PCT/FR2021/050865
radiale étant à une distance d de l'axe X, et la hauteur des aimants 11 est
sensiblement
égale à l'épaisseur totale du bobinage, les aimants étant agencés en regard
des
bobinages.
Dans le mode de réalisation de la figure 4, le stator 1 comprend des bobinages
10
présentant une hauteur h2 inférieure à hi. De préférence, le sommet des
bobinages
dans la direction radiale est la même distance d de l'axe X que dans les
bobinages de
la figure 3, et la base large des aimants 11 est située à la même distance de
l'axe X que
les aimants du rotor de la figure 3 afin de maximiser le couple généré.
Dans le mode de réalisation de la figure 5, le stator 1 comprend des bobinages
10
présentant une hauteur h3 inférieure à h2. De préférence, le sommet des
bobinages
dans la direction radiale est la même distance d de l'axe X que dans les
bobinages des
figures 3 et 4, et la base large des aimants 11 est située à la même distance
de l'axe X
que les aimants du rotor des figures 3 et 4 afin de maximiser le couple
généré.
Il est possible d'ajuster l'emplacement des aimants et des bobinages par
rapport
à l'axe X en fonction de l'espace disponible et notamment de la dimension de
la bobine.
Il est éventuellement possible de procurer une certaine modularité en formant
chaque aimant sous la forme de deux ou plusieurs portions trapézoïdales
juxtaposées
dans le sens radial, dont la somme des hauteurs forme la hauteur totale de
l'aimant.
Selon les applications, il est possible de former des aimants de hauteur
maximale
en utilisant l'ensemble des portions trapézoïdales, ou de former des aimants
de hauteur
minimale ou intermédiaire en utilisant seulement une partie des portions
trapézoïdales
et en les agençant en couronne.
Naturellement, les modes de réalisation illustrés sont donnés uniquement à
titre
d'illustration ; l'homme du métier pourra utiliser tout autre nombre de spires
pour le
bobinage et dimensionner la taille et le nombre d'aimants en conséquence, en
fonction
de l'application et du couple et de la vitesse requis. L'homme du métier
pourra d'ailleurs
adapter les spires pour le bobinage 101-104 et dimensionner la taille et le
nombre
d'aimants 111-114 de même manière pour un mode de réalisation dans lequel un
ou
plusieurs rotors 41,42 sont solidaires de l'arbre 3 tels qu'illustrés sur les
figures 6-10.
D'ailleurs, dans un tel mode de réalisation, la taille et le nombre des spires
pour les
bobinages 101-104 et le nombre d'aimants 111-114 peuvent être différents ou
identiques
pour les plusieurs moteurs 51-54 formés par les rotors et les surfaces du
stator 1.
Par ailleurs, bien que la description ait été faite en référence à un moteur à
flux
axial, le moteur pourrait, selon une alternative, être à flux radial. Dans ce
mode de
réalisation, le rotor comprendrait un tambour solidaire du mandrin 20 portant
les aimants
permanents et le stator 1 porterait des bobinages alimentés en triphasé
orientant le
champ radialement. Les aimants pourraient être placés à l'intérieur ou à
l'extérieur des
bobinages.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

2024-08-01:As part of the Next Generation Patents (NGP) transition, the Canadian Patents Database (CPD) now contains a more detailed Event History, which replicates the Event Log of our new back-office solution.

Please note that "Inactive:" events refers to events no longer in use in our new back-office solution.

For a clearer understanding of the status of the application/patent presented on this page, the site Disclaimer , as well as the definitions for Patent , Event History , Maintenance Fee  and Payment History  should be consulted.

Event History

Description Date
Inactive: First IPC assigned 2023-01-11
Letter sent 2022-12-08
Inactive: IPC assigned 2022-12-07
Inactive: IPC assigned 2022-12-07
Inactive: IPC assigned 2022-12-07
Inactive: IPC assigned 2022-12-07
Request for Priority Received 2022-12-07
Priority Claim Requirements Determined Compliant 2022-12-07
Compliance Requirements Determined Met 2022-12-07
Inactive: IPC assigned 2022-12-07
Application Received - PCT 2022-12-07
National Entry Requirements Determined Compliant 2022-11-01
Application Published (Open to Public Inspection) 2021-11-25

Abandonment History

There is no abandonment history.

Maintenance Fee

The last payment was received on 2024-04-24

Note : If the full payment has not been received on or before the date indicated, a further fee may be required which may be one of the following

  • the reinstatement fee;
  • the late payment fee; or
  • additional fee to reverse deemed expiry.

Please refer to the CIPO Patent Fees web page to see all current fee amounts.

Fee History

Fee Type Anniversary Year Due Date Paid Date
Basic national fee - standard 2022-11-01 2022-11-01
MF (application, 2nd anniv.) - standard 02 2023-05-18 2023-04-20
MF (application, 3rd anniv.) - standard 03 2024-05-21 2024-04-24
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
CONDUCTIX WAMPFLER FRANCE
Past Owners on Record
BRUNO PARSEIHIAN
JEAN-MICHEL BERGER
YOHAN FOURNIER
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

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List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

If you have any difficulty accessing content, you can call the Client Service Centre at 1-866-997-1936 or send them an e-mail at CIPO Client Service Centre.


Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Description 2022-11-01 10 554
Claims 2022-11-01 2 53
Abstract 2022-11-01 2 95
Drawings 2022-11-01 5 288
Representative drawing 2023-04-20 1 29
Cover Page 2023-04-20 1 65
Maintenance fee payment 2024-04-24 47 1,968
Courtesy - Letter Acknowledging PCT National Phase Entry 2022-12-08 1 595
National entry request 2022-11-01 8 296
Declaration 2022-11-01 1 94
Patent cooperation treaty (PCT) 2022-11-01 1 39
International search report 2022-11-01 6 185