FR2986922A1

FR2986922A1 - Procede d'assemblage d'un moteur electrique

Info

Publication number: FR2986922A1
Application number: FR1351250A
Authority: FR
Inventors: Roy Rasmussen; Aaron Finke; Nathan Lewis
Original assignee: Hamilton Sundstrand Corp
Current assignee: Hamilton Sundstrand Corp
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2013-08-16
Anticipated expiration: 2033-02-14
Also published as: US8769804B2; FR2986922B1; US20130205581A1; CN103259375B; CN103259375A

Abstract

L'invention concerne un procédé d'assemblage d'un moteur électrique (10). Le procédé comprend le positionnement d'une tige de guidage (32) à l'intérieur d'un caisson moteur (12) et le long d'une direction axiale du caisson moteur (12), dans lequel la tige de guidage (32) est disposée radialement vers l'intérieur d'une pluralité de composants de moteur. Le procédé comprend également le guidage d'un rotor (14) le long de la tige de guidage (32) et radialement vers l'intérieur de la pluralité de composants de moteur.

Description

PROCEDE D'ASSEMBLAGE D'UN MOTEUR ELECTRIQUE CONTEXTE DE L'INVENTION La présente invention a trait à des moteurs électriques, et plus particulièrement à des procédés d'assemblage de ces moteurs électriques. Un type courant de moteur électrique est un moteur à aimants permanents qui comprend des composants fortement aimantés. Un de ces composants fortement aimantés peut être un rotor. L'attraction magnétique forte entre divers composants pose des difficultés associées à l'assemblage d'un tel moteur électrique. Pendant l'installation du rotor, par exemple, une incapacité à réguler de façon adéquate l'attraction magnétique entre le rotor et divers composants fragiles du moteur électrique peut produire des dégâts indésirables aux composants fragiles. Ce problème est aggravé par le fait que l'assemblage du moteur électrique est souvent conduit « à l'aveugle ». Ceci est le cas lorsque certains composants doivent être installés avant l'installation du rotor aimanté. Dans un tel assemblage, des composants tels que des joints toriques ou un logement d'extrémité sont installés avant le rotor, exposant ainsi des composants sensibles, tels que des paliers et des manchons. Dans l'assemblage « à l'aveugle », des dégâts légers aux composants de moteur peuvent ne pas être détectés jusqu'à ce que le moteur électrique soit totalement assemblé et le problème ne se manifeste que lors d'une défaillance précoce, par exemple.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Selon un mode de réalisation, un procédé d'assemblage d'un moteur électrique est proposé. Le procédé comprend le positionnement d'une tige de guidage à l'intérieur d'un caisson moteur et le long d'une direction axiale du caisson moteur, dans lequel la tige de guidage est disposée radialement vers l'intérieur d'une pluralité de composants de moteur. Le procédé comprend également le guidage d'un rotor le long de la tige de guidage et radialement vers l'intérieur de la pluralité de composants de moteur. Le procédé peut en outre comprendre l'arrimage de la tige de guidage à proximité d'un capuchon d'extrémité du caisson moteur. La pluralité de composants de moteur peut comprendre au moins l'un d'un palier, d'un manchon de stator et d'un transformateur. Le procédé peut en outre comprendre la mise en prise d'une première extrémité d'un arbre de rotor à un composant rotatif, dans lequel au moins une portion du composant rotatif est disposée externe au caisson moteur. Le composant rotatif peut être une hélice. Le procédé peut en outre comprendre la mise en prise d'une seconde extrémité de l'arbre de rotor à la tige de guidage. Le procédé peut en outre comprendre le serrage au couple du composant rotatif à l'arbre de rotor. Le procédé peut en outre comprendre le positionnement de la tige de guidage relativement à l'intérieur d'au moins l'un d'un alésage du caisson moteur et d'une fixation externe disposée à proximité du caisson moteur. Le procédé peut en outre comprendre la mise hors prise de la tige de guidage de la seconde extrémité de l'arbre de rotor et le retrait de la tige de guidage du caisson moteur. Selon un autre mode de réalisation, un procédé d'assemblage d'un moteur électrique est proposé. Le procédé comprend le positionnement d'une pluralité de composants de moteur à proximité d'une tige de guidage, dans lequel la pluralité de composants de moteur est disposée à l'intérieur d'un caisson moteur, dans lequel la tige de guidage s'étend le long d'une direction axiale du caisson moteur. Le procédé comprend également le guidage d'un rotor le long de la tige de guidage dans le caisson moteur. Le procédé comprend en outre le couplage opérationnel d'un composant rotatif à un arbre de rotor. La tige de guidage peut être disposée radialement vers l'intérieur de la pluralité de composants de moteur. Le procédé peut en outre comprendre l'arrimage de la tige de guidage à l'intérieur d'un capuchon d'extrémité du caisson moteur. Le procédé peut en outre comprendre le positionnement de la tige de guidage relativement à l'intérieur d'au moins l'un d'un alésage du caisson moteur et d'un élément de fixation externe disposé à proximité du caisson moteur.

La pluralité de composants de moteur peut comprendre au moins l'un d'un palier, d'un manchon de stator et d'un transformateur. Au moins une portion du composant rotatif peut être disposée externe au caisson moteur. Le composant rotatif peut être une hélice. Le couplage opérationnel du composant rotatif à l'arbre de rotor peut comprendre : - la mise en prise d'une première extrémité de l'arbre de rotor avec le composant rotatif ; - la mise en prise d'une seconde extrémité de l'arbre de rotor avec la tige de guidage ; et - le serrage au couple du composant rotatif à l'arbre de rotor. La seconde extrémité de l'arbre de rotor peut comprendre une portion hexagonale configurée pour mettre en prise la tige de guidage. Le procédé peut en outre comprendre la mise hors prise de la tige de guidage de la seconde extrémité de l'arbre de rotor et le retrait de la tige de guidage du caisson moteur. BREVE DESCRIPTION DE DESSINS Le sujet qui est considéré comme l'invention est particulièrement souligné et revendiqué distinctement dans les revendications à la fin de la description. Les caractéristiques et avantages de l'invention qui précèdent ainsi que d'autres apparaissent à la lecture de la description détaillée suivante prise en conjonction avec les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe d'un moteur électrique ; la figure 2 est une vue en coupe éclatée du moteur électrique illustrant un procédé d'assemblage du moteur électrique ; et la figure 3 est organigramme illustrant le procédé d'assemblage du moteur électrique. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En se référant à la figure 1, un moteur électrique est généralement illustré avec la référence numérique 10. La configuration spécifique du moteur électrique 10 n'affecte pas l'applicabilité des modes de réalisation décrits ici, mais à des fins d'illustration, le moteur électrique 10 peut être configuré comme un moteur à aimants permanents, par exemple. Le moteur électrique 10 est disposé à l'intérieur d'un caisson moteur 12 et est sensiblement entouré par celui-ci. Le caisson moteur 12 supporte opérationnellement et/ou loge divers composants associés au moteur électrique 10. Le moteur électrique 10 comprend généralement un rotor 14, un noyau de stator 16, au moins un enroulement de stator 18 et une pluralité de paliers de rotor 20, tels que des paliers lisses en carbone. Le rotor 14 met en rotation un arbre de rotor 22 et facultativement un composant rotatif, tel qu'une hélice 24, installée dessus et il convient d'apprécier qu'une rotation de l'arbre de rotor 22 peut être utilisée pour commander tout dispositif souhaité. Une pluralité de composants de joint, tels que des joints toriques 26 sont disposés à l'intérieur du moteur électrique 10 afin de conférer une protection contre l'entrée de débris et de substances indésirables dans le noyau de stator 16, parmi d'autres avantages fonctionnels. On considère que les joints toriques 26 peuvent former un double joint torique. D'autres composants d'étanchéité peuvent comprendre des manchons 28, tels qu'un manchon de stator. Le moteur électrique 10 comprend également un transformateur 30 qui fournit une fonction de détermination de position. En se référant aux figures 2 et 3, un procédé d'assemblage du moteur électrique 10 est illustré. Le moteur électrique 10 a été précédemment décrit et les composants spécifiques n'ont pas besoin d'être décrits plus en détail. Les composants majeurs du moteur électrique 10 sont configurés pour être assemblés de manière coaxiale avec une tige de guidage 32. La tige de guidage 32 est positionnée de façon centrale dans le caisson moteur 12, avec divers composants de moteur contenant des ouvertures ou des alésages afin d'accepter la tige de guidage 32 à un emplacement radialement vers l'intérieur de chaque composant. De tels composants qui sont configurés pour recevoir la tige de guidage 32 comprennent le rotor 14, le ou les manchons 28 du noyau de stator 16, le transformateur 30 et un logement central 34, par exemple. Les composants décrits configurés pour recevoir la tige de guidage 32 sont purement illustratifs, et il convient d'apprécier que des variantes de composants ou des composants supplémentaires peuvent être configurés pour recevoir directement ou indirectement la tige de guidage 32.

D'autres composants sont installés soit avant, soit après le positionnement de la tige de guidage 32. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend le positionnement du rotor 14 en communication avec la tige de guidage 32, de sorte que le guidage du rotor 14 le long de la tige de guidage 32 est réalisé. Le rotor 14 est guidé le long de la tige de guidage 32 dans une direction relativement axiale 36 du moteur électrique - 10. Le rotor 14 peut tout d'abord être guidé dans et à travers le ou les manchons 28 du noyau de stator 16, ainsi qu'à travers des paliers délicats 20, tels que des paliers lisses en carbone. Une fois que le rotor 14 a atteint une profondeur adéquate, le transformateur 30 est guidé le long de la tige de guidage 32 et sur une portion du rotor 14. Le logement central 34 qui contient des paliers supplémentaires 20, tels que les paliers lisses en carbone décrits ci-dessus, est alors guidé le long de la tige de guidage 32 en communication avec le caisson moteur 12 du moteur électrique 10. Il convient de comprendre que la séquence d'opérations décrite ci-dessus ne l'est qu'à titre d'exemple et ne représente pas une limite à des variantes de séquences qui fournissent un assemblage adéquat du moteur électrique 10. En accord avec et en plus du mode de réalisation décrit ci-dessus, le composant rotatif, tel qu'une hélice 24, est installé. L'hélice 24 peut également être configurée pour guider le long de la tige de guidage 32 et en raccord opérationnel avec une première extrémité 38 de l'arbre de rotor 22 (représenté sur la figure 1). Le raccord opérationnel peut comprendre un raccord fileté entre l'hélice 24 et l'arbre de rotor 22, mais des variantes de raccords mécaniques sont envisagées. Le serrage au couple de l'hélice 24 à l'arbre de rotor 22 peut être réalisée de plusieurs manières, cependant, la tige de guidage 32 facilite un serrage au couple efficace et fiable de l'hélice 24 à l'arbre de rotor 22. Pour employer la tige de guidage 32, une seconde extrémité 40 de l'arbre de rotor 22 est couplée opérationnellement à la tige de guidage 32. Le couplage opérationnel de l'arbre de rotor 22 à la tige de guidage 32 peut être réalisé par diverses fixations mécaniques, telles qu'un ajustement de filetage ou d'accouplement de sections géométriques pouvant être mises en prise. La configuration géométrique de l'ajustement d'accouplement peut être hexagonale, par exemple. En raccordant de façon opérationnelle l'arbre de rotor 22 qui doit être serré au couple sur l'hélice 24, l'arbre de rotor 22 est arrimé fixement, de sorte que la rotation de l'arbre de rotor 22 est réduite ou éliminée pendant le serrage au couple de l'hélice 24 sur l'arbre de rotor 22. Ceci est basé sur l'arrimage fixe de la tige de guidage 32 à au moins une portion du moteur électrique 10, tel qu'un capuchon d'extrémité 42 du caisson moteur 12. Le capuchon d'extrémité 42 comprend un alésage usiné, par exemple, pour conférer une fixation sûre de la tige de guidage 32. En variante, la tige de guidage 32 peut être fixée au niveau d'une ou des deux extrémités à un élément de fixation 44 qui est configuré pour conférer une fixation sûre de la tige de guidage 32. Lors du serrage au couple adéquat de l'hélice 24 sur l'arbre de rotor 22, la tige de guidage 32 est mise hors de prise de l'arbre de rotor 22 au niveau de la seconde extrémité 40 de l'arbre de rotor 22 et retirée du moteur électrique 10 en extrayant la tige de guidage 32 à travers l'alésage usiné du capuchon d'extrémité 42. Le retrait de la tige de guidage 32 à ce point est approprié, en se basant sur le positionnement sûr du rotor 14 à l'intérieur du caisson moteur 12, et plus particulièrement à l'intérieur des paliers 20, tels que les paliers lisses en carbone. En conséquence, l'assemblage du moteur électrique 10 est simplifié et régulé de façon fiable, en se basant sur l'utilisation de la tige de guidage 32 pour installer divers composants du moteur électrique 10. Le procédé d'assemblage est particulièrement bénéfique pour des moteurs électriques comprenant des composants magnétiques, tels que le rotor 14, en raison du potentiel d'endommagement de composants sensibles pendant l'assemblage sans un élément tel que la tige de guidage 32. De plus, un serrage au couple fiable et efficace du composant rotatif, tel que l'hélice 24, sur l'arbre de rotor 22 est conféré par le procédé d'assemblage employant la tige de guidage 32. Bien que l'invention ait été décrite en détail en relation avec seulement un nombre limité de modes de réalisation, il convient de bien comprendre que l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation divulgués. Au contraire, l'invention peut être modifiée pour incorporer un nombre quelconque de variations, modifications, substitutions ou agencements équivalents non décrits jusqu'ici, mais qui sont équivalents à l'esprit et à la portée de l'invention. De plus, bien ' que divers modes de réalisation de l'invention aient été décrits, il convient de comprendre que des aspects de l'invention peuvent comprendre seulement certains des modes de réalisation décrits. En conséquence, l'invention ne doit pas être vue comme limitée par la description précédente, mais n'est limitée que par la portée des revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé d'assemblage d'un moteur électrique (10) comprenant : le positionnement d'une tige de guidage (32) à l'intérieur d'un caisson moteur (12) et le long d'une direction axiale du caisson moteur (12), dans lequel la tige de guidage (32) est disposée radialement vers l'intérieur d'une pluralité de composants de moteur ; et le guidage d'un rotor (14) le long de la tige de guidage (32) et radialement vers l'intérieur de la pluralité de composants de moteur.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'arrimage de la tige de guidage (32) à proximité d'un capuchon d'extrémité (42) du caisson moteur (12).
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la pluralité de composants de moteur comprend au moins l'un d'un palier (20), d'un manchon de stator (28) et d'un transformateur (30).
4. Procédé selon la revendication 3, comprenant en outre la mise en prise d'une première extrémité (38) d'un arbre de rotor (22) à un composant rotatif, dans lequel au moins une portion du composant rotatif est disposée externe au caisson moteur (12).
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le composant rotatif est une hélice (24).' 12 '
6. Procédé selon la revendication 4, comprenant en outre la mise en prise d'une seconde extrémité (40) de l'arbre de rotor (22) à la tige de guidage (32).
7. Procédé selon la revendication 6, comprenant en outre le serrage au couple du composant rotatif à l'arbre de rotor (22).
8. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre le positionnement de la tige de guidage (32) relativement à l'intérieur d'au moins l'un d'un alésage du caisson moteur (12) et d'un élément de fixation externe (44) disposé à proximité du caisson moteur (12).
9. Procédé selon la revendication 6, comprenant en outre la mise hors prise de la tige de guidage (32) de la seconde extrémité (40) de l'arbre de rotor (22) et le retrait de la tige de guidage (32) du caisson moteur (12).
10. Procédé d'assemblage d'un moteur électrique (10) comprenant : le positionnement d'une pluralité de composants de moteur à proximité d'une tige de guidage (32), dans lequel la pluralité de composants de moteur est disposée à l'intérieur d'un caisson moteur (12), dans lequel la tige de guidage (32) s'étend le long d'une direction axiale du caisson moteur (12) ; le guidage d'un rotor (14) le long de la tige de guidage (32) dans le caisson moteur (12) ; et' 13 le couplage opérationnel d'un composant rotatif à un arbre de rotor (22).
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la tige de guidage (32) est disposée radialement vers l'intérieur de la pluralité de composants de moteur.
12. Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre l'arrimage de la tige de guidage (32) à l'intérieur d'un capuchon d'extrémité (42) du caisson moteur (12).
13. Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre le positionnement de la tige de guidage (32) relativement à l'intérieur d'au moins l'un alésage du caisson moteur et d'un élément de fixation externe (44) disposé à proximité du caisson moteur (12).
14. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la pluralité de composants de moteur comprend au moins l'un d'un palier (20), d'un manchon de stator (28) et d'un transformateur (30).
15. Procédé selon la revendication 10, dans lequel au moins une portion du composant rotatif est disposée externe au caisson moteur (12).
16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel le composant rotatif est une hélice (24).' 14
17. Procédé selon la revendication 15, dans lequel le couplage opérationnel du composant rotatif à l'arbre de rotor (22) comprend : la mise en prise d'une première extrémité (38) de l'arbre de rotor (22) avec le composant rotatif ; la mise en prise d'une seconde extrémité (40) de l'arbre de rotor (22) avec la tige de guidage (32) ; et le serrage au couple du composant rotatif à l'arbre de rotor (22).
18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la seconde extrémité (40) de l'arbre de rotor (22) comprend une portion hexagonale configurée pour mettre en prise la tige de guidage (32).
19. Procédé selon la revendication 17, comprenant en outre la mise hors prise de la tige de guidage (32) de la seconde extrémité (40) de l'arbre de rotor (22) et le retrait de la tige de guidage (32) du caisson moteur (12).