FR2932931A1

FR2932931A1 - Moteur electrique et systeme de motorisation electrique

Info

Publication number: FR2932931A1
Application number: FR0803403A
Authority: FR
Inventors: Stephane Fabrice Michel Foulonneau; Eric Serge Fournier
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2008-06-18
Filing date: 2008-06-18
Publication date: 2009-12-25

Abstract

La présente invention concerne un moteur électrique, notamment pour un ventilateur de véhicule automobile, avec un stator (1), avec un rotor et avec un dispositif de palier d'arbre (8), le stator (1) comportant au moins un dispositif d'assemblage (9) pour une fixation du stator (1) à un support de moteur (3) associé et le dispositif de palier d'arbre (8) pouvant être couplé au stator (1) de manière à bloquer le dispositif d'assemblage (9) sur le support de moteur (3) associé. La présente invention concerne aussi un système de motorisation électrique correspondant.

Description

MOTEUR ÉLECTRIQUE ET SYSTÈME DE MOTORISATION ÉLECTRIQUE

La présente invention se rapporte à un moteur électrique, notamment pour un ventilateur de véhicule automobile, et à un système de motorisation électrique. Bien qu'elle puisse être appliquée à des moteurs électriques quelconques, la présente invention ainsi que la problématique sur laquelle elle repose sont expliquées en détail ci-dessous en relation avec un moteur électrique à induit intérieur. En raison de leur encombrement réduit, ces moteurs électriques à induit intérieur sont utilisés par exemple comme moteurs d'entraînement de ventilateurs d'air dans des véhicules automobiles.

Pour expliquer la problématique générale, un moteur électrique de ce type est décrit ci-dessous brièvement à l'aide des figures 1 et 2. La figure 1 montre une représentation en perspective d'un stator 1 d'un moteur électrique. Le stator 1 comporte un empilage de tôles 7 qui a un trou 20 et sur lequel sont appliquées des deux côtés un flasque de support de stator 27 et un flasque de recouvrement 6. Ces flasques 27 et 6 entourent par le haut et le bas des ouvertures qui sont prévues entre des dents de l'empilage de tôles 7 et elles servent d'appui pour des enroulements de bobines d'induction (non représentées). Elles servent aussi d'isolant entre les enroulements de bobines d'induction (non représentées) et l'empilage de tôles. En même temps, elles couvrent les surfaces de l'empilage de tôles 7. Le flasque de support de stator 27 comporte des éléments de raccordement 19 sous la forme de languette d'enfichage plate pour le raccordement des bobines d'induction à une commande également non représentée.

En outre, le flasque de support de stator 27 est munie dans la zone du bord du trou 20 de tronçons de traverses 22 et d'éléments de fixation 18 qui servent à la liaison avec un support de stator 2. Le flasque de recouvrement 6 comporte dans la zone du bord du trou 20 une traverse circonférentielle. La figure 2 montre une représentation en perspective du support de stator 2 avec un support de disque 24 pour un disque de commande qui peut être relié aux éléments de raccordement 18. Le support de stator 2 peut être relié, de ce côté appelé côté de support de moteur, à un support de moteur. De plus, le support de stator 2 est conçu dans sa zone médiane avec un logement de palier 25 conçu comme un coussinet prolongé pour un palier d'arbre 17. Le stator 1 est engagé sur ce coussinet par pression sous l'action d'une force et il est ainsi assemblé au support de stator 2 en force et en partie par concordance de formes. En même temps, des parties dépassant des éléments de fixation 18 sont usinées de telle sorte qu'elles constituent un autre maintien avec le support de stator 2. Lorsque l'un des ces éléments de fixation 18 est défaillant, l'autre liaison du support de stator 2 avec le stator 1 à l'intérieur du trou 20 persiste pour retenir le stator 1. Dans le trou 20, le coussinet s'étend avec un autre logement de palier inférieur 25 pour un deuxième palier d'arbre 17. Dans le palier d'arbre 17 est placé à partir du bas un arbre avec un inducteur extérieur (non représenté) qui entoure l'empilage de tôles 7 à la manière d'un pot et rotatif et qui peut être équipé par exemple d'ailettes de ventilateur. Un inconvénient de cette configuration est notamment le grand nombre de pièces et composants nécessaires ainsi que l'encombrement axial requis. Ceci implique aussi un poids d'autant plus grand et des dépenses supplémentaires lors de la fabrication et du montage et donc globalement des coûts de fabrication et de montage supérieurs. À partir de là, la présente invention vise un moteur électrique ayant une structure plus simple. Ce problème est résolu selon l'invention par un moteur électrique, notamment pour un ventilateur de véhicule automobile,avec un stator, un rotor et un dispositif de palier d'arbre,le stator comportant au moins un dispositif d'assemblage pour une fixation du stator à un support de moteur associé, et le dispositif de palier d'arbre pouvant être couplé au stator de manière à bloquer le dispositif d'assemblage sur le support de moteur associé et/ou par un système de motorisation électrique avec un entraînement par moteur, qui comporte au moins un moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, et avec un support de moteur, qui comporte un tronçon de fixation correspondant au dispositif d'assemblage du stator du moteur électrique pour un assemblage fixe du stator au support de moteur au moyen du dispositif d'assemblage, le dispositif de palier d'arbre du moteur électrique pouvant être couplé au stator de manière à bloquer le dispositif d'assemblage sur le support de moteur.

Le dispositif d'assemblage du stator permet avantageusement la fixation au support de moteur. En même temps, une intégration du dispositif de palier d'arbre et un assemblage simple sont possibles. On peut ainsi se passer du support de stator, ses fonctions étant réalisées par le dispositif d'assemblage. L'absence de support de stator permet de réduire avantageusement la dimension axiale du moteur électrique. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que, grâce à l'absence de support de stator, le niveau sonore du moteur électrique est réduit car la zone de découplage est maintenant plus près de l'unité de palier d'arbre qui constitue un générateur d'oscillation et de bruit. À titre d'exemple, un rayonnement du son à travers des surfaces d'un support de stator n'est maintenant plus possible. Le moteur électrique peut être conçu comme un moteur à courant continu sans balai, le stator étant conçu de préférence avec plusieurs bobines d'induction et le rotor par exemple comme inducteur extérieur. Le stator est formé ici d'un flasque de support de moteur du côté du support de moteur et d'un flasque de recouvrement du côté opposé ainsi que d'un empilage de tôles intercalé. Le flasque de support de moteur peut être conçue d'une seule pièce avec le dispositif d'assemblage ou, selon une variante, elle peut aussi être conçue en plusieurs parties et de manière à pouvoir être fixée au flasque de moteur du stator. Le dispositif d'assemblage est prévu de préférence au centre dans le stator et il s'étend complètement à travers le stator pour le logement d'un arbre de moteur. Pour l'assemblage avec le stator, on peut prévoir des nervures d'enfoncement. Le dispositif d'assemblage comporte un assemblage à clips qui comprend au moins un et de préférence plusieurs bras d'arrêt, par exemple quatre bras d'arrêt distants les uns des autres sur la circonférence et élastiques. Chaque bras d'arrêt élastique de l'assemblage à clips peut alors comporter un taquet d'arrêt pour passer derrière un tronçon de fixation correspondant du support de moteur associé. Une fixation simple sur le support de moteur est ainsi possible, des ouvertures de fixation existantes sur celui-ci pouvant rester sans modification constructive.

Outre l'assemblage à clips, le dispositif d'assemblage peut aussi comporter au moins un autre élément de fixation pour l'assemblage avec le support de moteur, par exemple sous la forme d'un dôme, d'un boulon fileté de rivet ou d'autres éléments analogues.

Le dispositif d'assemblage est conçu de préférence comme un manchon cylindrique, les bras d'arrêt élastiques étant prévus sur l'extrémité libre du côté du support de moteur. Ce manchon peut comporter sur son côté extérieur des nervures d'enfoncement s'étendant de préférence dans le sens de la longueur et il peut être muni par exemple de nervures de renfort correspondantes. Le dispositif de palier d'arbre est constitué de deux paliers d'arbre et/ou supports de palier qui peuvent être placés, fixes, de préférence enfoncés, dans la zone des extrémités libres du dispositif d'assemblage, le palier d'arbre et/ou le support de palier placé du côté du support de moteur bloque les bras d'arrêt du dispositif d'assemblage dans un état d'assemblage arrêté sur le support de moteur associé.

Les supports de palier peuvent être par exemple des pièces standards disponibles sur le marché, par exemple des pièces frittées. L'avantage de cette solution est que les taquets d'arrêt ou l'assemblage à clips ne s'ouvrent pas en cas de secousse, de collision ou de défaillance d'un élément de fixation. Il est alors aussi préférable que le dispositif d'assemblage comporte des épaulements d'appui prévus du côté de l'intérieur dans la zone des bras d'arrêt pour loger le palier d'arbre ou support de palier associé, par exemple enfoncé. Ceci peut aussi être prévu pour l'extrémité libre opposée du dispositif d'assemblage. Le dispositif d'assemblage a donc aussi avantageusement la fonction d'un dispositif de palier d'arbre.

Le support de moteur comporte de préférence un dispositif de logement pour loger un module électronique, par exemple un disque (de commande) pour la commande du fonctionnement du moteur électrique ou d'un ventilateur de véhicule automobile associé.

Le système de motorisation électrique selon l'invention est conçu de préférence comme un ventilateur de véhicule automobile ou fait partie d'un ventilateur de véhicule automobile de ce type. L'invention est expliquée en détail ci-dessous à 25 l'aide des exemples de réalisation illustrés par les schémas des figures annexées, qui montrent : Figure 1 : une représentation en perspective du stator d'un moteur électrique ; Figure 2 : une représentation en perspective du 30 stator de la figure 1 avec un support de disque ; Figure 3 : une représentation en perspective, du côté du support de moteur, d'un stator d'un moteur électrique selon 35 l'invention ; Figure 4 : le côté opposé du stator de la figure 3 ; et Figure 5 : une représentation en coupe partielle du stator des figures 3 et 4.

Dans toutes les figures, des composants ou éléments identiques ou de fonction identique sont munis des mêmes références dans la mesure où le contraire n'est pas indiqué. Les différents modules et composants du stator ou du moteur électrique qui ont déjà été expliqués à l'aide des figures 1 et 2 ne sont plus expliqués ci-dessous pour éviter des répétitions. La figure 3 montre une représentation en perspective, du côté du support de moteur, d'un stator 1 d'un exemple de réalisation d'un moteur électrique selon l'invention. La figure 4 montre le côté opposé de ce stator 1. Un flasque de support de moteur 5 est conçue ici en majeure partie comme le flasque de support de stator 27, le flasque de support de moteur 5 étant assemblée dans la zone de l'ouverture 20 de l'empilage de tôles 7 à un dispositif d'assemblage 9. Cet assemblage peut être d'une seule pièce, par exemple une pièce en plastique moulée par injection, ou il peut aussi être conçu comme une pièce séparée pouvant être assemblée au flasque de support de moteur 5.

Le dispositif d'assemblage 9 comporte un manchon 10 qui s'étend dans le trou 20 de l'empilage de tôles 7. Dans cet exemple, l'empilage de tôles 7 est enfoncé sur le manchon 10 du dispositif d'assemblage 9 du flasque de support de moteur 5. À cet effet, des nervures d'enfoncement 13 sont pratiquées sur le côté extérieur du manchon 10. Le manchon 10 est muni ici de nervures de renfort 14 du côté intérieur qui s'étendent comme les nervures d'enfoncement 13 dans le sens de la longueur du manchon 10. D'autres renforts, également dans d'autres directions, sont aussi possibles mais pas obligatoirement nécessaires. Le dispositif d'assemblage 9 comporte dans son extrémité représentée ici du côté du support de moteur un tronçon d'assemblage 30 qui est muni de bras d'arrêt 11 élastiques. Les bras d'arrêt 11 ont à leur extrémité supérieure des taquets d'arrêt 12 qui s'étendent radialement vers l'extérieur. Lors de l'insertion dans un support de moteur 3, ils agissent en position enclenchée à la manière d'une retenue, comme on l'expliquera encore plus bas. À l'intérieur de l'extrémité supérieure du manchon 10 sont formés des épaulements d'appui 16, ici par exemple des extrémités des nervures de renfort 14 du côté intérieur, pour assurer une butée d'un palier d'arbre 17 ou d'un support de palier 15 (cf. figure 5). Dans l'exemple représenté, ceci est aussi prévu dans l'extrémité opposée du manchon 10 du dispositif d'assemblage 9 (figure 4). Dans une forme de réalisation, au moins l'une des nervures d'enfoncement 13 du côté extérieur est conçue comme une nervure de centrage 28 en coopération avec une rainure 21 du trou 20 de l'empilage de tôles 7 (figure 4). Le stator 1 comporte donc l'empilage de tôles 7 qui est assemblé du côté du support de moteur par le flasque de support de moteur 5 au dispositif d'assemblage 9 et, du côté opposé, au flasque de recouvrement 6. Le dispositif d'assemblage 9 peut aussi être assemblé non au flasque de support de moteur 5 mais au flasque de recouvrement 6. La figure 5 montre une représentation en coupe partielle du stator 1 selon les figures 3 et 4, seules les pièces essentielles étant représentées. Le stator 1 est placé avec ses flasques 5, 6 avec le tronçon d'assemblage 30 du dispositif d'assemblage 9 dans une ouverture déjà ouverte d'un tronçon de fixation 4 du support de moteur 3. Ceci étant, les bras d'arrêt 11 font ressort vers l'intérieur et poussent les taquets d'arrêt 12, après passage dans l'ouverture, à nouveau à l'extérieur de telle sorte que les taquets d'arrêt 12 constituent en tant qu'assemblage à clips une retenue du stator 1 sur le support de moteur 3 par enclenchement en coopération avec le support de moteur 3.

Le dispositif d'assemblage 9 est conçu avec des logements de palier 25 avec les épaulements d'appui 16 avec un dispositif de palier d'arbre 8 intégré, des supports de palier 15 ou paliers d'arbre 17 étant placés par exemple en force dans les logements de palier 25. Le support de palier supérieur 15 est utilisé ici et, après sa mise en place, il fixe les bras d'arrêt flexibles 11 et donc les taquets d'arrêt 12 de telle sorte que ceux-ci ne peuvent se détacher à cause d'une contrainte mécanique, par exemple un coup ou autre. Les têtes des éléments de fixation 18 peuvent être déformées par exemple par un usinage au laser ou par un autre procédé d'usinage pour former une fixation supplémentaire du stator 1 sur le support de moteur 3. Un induit extérieur avec arbre, non représenté aux figures 3 à 5, peut être placé par exemple à partir du dessous dans le dispositif de palier d'arbre 8.

Liste des références

1 Stator 2 Support de stator 3 Support de moteur 4 Tronçon de fixation 5 Flasque de support de moteur 6 Flasque de recouvrement 7 Empilage de tôles 8 Dispositif de palier d'arbre 9 Dispositif d'assemblage 10 Manchon 11 Bras d'arrêt 12 Taquet d'arrêt 13 Nervure d'enfoncement 14 Nervure de renfort 15 Support de palier 16 Épaulement d'appui 17 Palier d'arbre 18 Élément de fixation 19 Élément de raccordement 20 Trou 21 Rainure 22 Tronçon de traverse 23 Traverse 24 Support de disque 25 Logement de palier 26 Chaise de palier 27 Flasque de support de stator 28 Nervure de centrage 29 Tronçon de retenue de bobine 30 Tronçon d'assemblage

Claims

REVENDICATIONS1. Moteur électrique, notamment pour un ventilateur de véhicule automobile, avec un stator (1), un rotor et un dispositif de palier d'arbre (8), le stator (1) comportant au moins un dispositif d'assemblage (9) pour une fixation du stator (1) à un support de moteur (3) associé, et le dispositif de palier d'arbre (8) pouvant être couplé au stator (1) de manière à bloquer le dispositif d'assemblage (9) sur le support de moteur (3) associé.
2. Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moteur électrique est conçu comme un moteur à courant continu sans balai, le stator (1) étant conçu avec plusieurs bobines d'induction et le rotor comme un inducteur extérieur.
3. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le stator (1) comporte un flasque de support de moteur (5) du côté du support de moteur, un flasque de recouvrement (6) à l'opposé de la précédente et un empilage de tôles (7) intercalé.
4. Moteur électrique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le dispositif d'assemblage (9) est conçu d'une seule pièce avec le flasque de support de moteur (5) du stator (1) ou en plusieurs parties et pouvant être fixé au flasque de support de moteur (5) du stator (1).
5. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'assemblage (9) est prévu au centre dans le stator (1) et qu'il s'étend complètement à travers celui-ci pour loger un arbre de moteur.
6. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'assemblage (9) comporte un assemblage à clips qui comprend au moins un et de préférence plusieurs bras d'arrêt (11) élastiques.
7. Moteur électrique selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque bras d'arrêt élastique (11) comporte un taquet d'arrêt (12) pour passer derrière un tronçon de fixation (4) correspondant du support de moteur (3) associé.
8. Moteur électrique selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait que le dispositif 15 d'assemblage (9) est conçu comme un manchon cylindrique (10), les bras d'arrêt élastiques (11) étant prévus à l'extrémité libre, du côté du support de moteur, du dispositif d'assemblage (9).
9. Moteur électrique selon l'une des 20 revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'assemblage (9) comporte des nervures d'enfoncement (13) prévues à l'extérieur et s'étendant dans le sens de la longueur pour une fixation à l'empilage de tôles 25 associé (7) du stator (1).
10. Moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif d'assemblage (9) comporte des nervures de renfort (14) 30 prévues à l'intérieur et s'étendant dans le sens de la longueur.
11. Moteur électrique selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que le dispositif de 35 palier d'arbre (8) comporte deux paliers d'arbre (17)et/ou supports de palier (15) qui peuvent être placés, fixes, et de préférence enfoncés, dans la zone des extrémités libres du dispositif d'assemblage (9), le palier d'arbre (17) et/ou le support de palier (15) placé du côté du support de moteur bloquant alors les bras d'arrêt (11) du dispositif d'assemblage (9) dans un état d'assemblage enclenché sur le support de moteur (3) associé.
12. Moteur électrique selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le dispositif d'assemblage (9) comporte des épaulements d'appui (16), prévus à l'intérieur, dans la zone des bras d'arrêt (11) et/ou dans la zone de l'extrémité libre à l'opposé des bras d'arrêt (11) pour loger le palier d'arbre associé (17) ou le support de palier (15) associé.
13. Système de motorisation électrique, avec un entraînement par moteur, qui comporte au moins un moteur électrique selon l'une des revendications précédentes, et avec un support de moteur (3), qui comporte un tronçon de fixation (4) correspondant au dispositif d'assemblage (9) du stator (1) du moteur électrique pour un assemblage fixe du stator (1) au support de moteur (3) au moyen du dispositif d'assemblage (9), le dispositif de palier d'arbre (8) du moteur électrique pouvant être couplé au stator (1) de manière à bloquer le dispositif d'assemblage (9) sur le support de moteur (3)-
14. Système de motorisation électrique selon la 30 revendication 13, caractérisé par le fait que le support de moteur (3) comporte un dispositif de logement pour loger un module électronique.
15. Système de motorisation électrique selon 35 l'une des revendications 13 ou 14,caractérisé par le fait que le système de motorisation électrique est conçu comme un ventilateur de véhicule automobile ou comme une partie d'un ventilateur de véhicule automobile.