FR3074621A1 - Moteur electrique pour actionneur de controle moteur et actionneur le comportant - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un moteur électrique (20) pour actionneur de contrôle moteur, comportant : Un corps de moteur (1) s'étendant selon un axe (D1) et contenant un arbre de rotation (2) du moteur électrique (20), l'arbre de rotation (2) étant coaxial avec le corps de moteur (1), Une plaque (3) s'étendant transversalement à l'axe (D1), la plaque (3) étant rigidement liée au corps de moteur (1), caractérisé en ce que la plaque (3) comporte des excroissances de maintien (5) saillant radialement du corps de moteur (1) et orientées vers l'extérieur, les excroissances de maintien (5) étant aptes à se déformer lors de l'introduction du corps de moteur (1) dans un logement de réception de l'actionneur.
Description
Moteur électrique pour actionneur de contrôle moteur et actionneur le comportant
La présente invention concerne un moteur électrique pour un actionneur de contrôle moteur. L'actionneur peut par exemple être une vanne de contrôle du débit de gaz comburant d'un moteur thermique ou une vanne de recirculation de gaz d'échappement.
II est connu, notamment par le brevet FR3044066, d'utiliser un moteur électrique pour commander un actionneur de contrôle moteur, comme une vanne doseuse du débit d'air comburant ou une vanne de recirculation de gaz d'échappement.
Dans une telle vanne, le débit de gaz traversant la vanne est contrôlé par un obturateur mobile. Un mécanisme d'actionnement permet au moteur électrique de déplacer l'obturateur mobile et ainsi de contrôler le débit de gaz traversant la vanne.
Le moteur électrique est généralement reçu dans un logement de réception du corps de vanne, et est fixé sur ce corps de vanne.
Le moteur électrique comporte deux paliers recevant l'arbre de rotation du moteur, chaque palier étant proche d'une extrémité de l'arbre. Un pignon d'entrainement est solidaire de l'arbre et permet d'entraîner le mécanisme d'actionnement.
Le moteur électrique possède généralement, du coté du pignon d'entrainement, une plaque de maintien s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'arbre de rotation. Cette plaque comporte deux orifices de fixation permettant chacun le passage d'une vis de fixation. Les vis permettent de maintenir la plaque en appui contre le corps de l'actionneur et ainsi d'assurer le maintien du moteur électrique.
II existe un jeu radial entre le corps du moteur électrique et le logement de réception situé dans le corps d'actionneur.
Lorsque l'actionneur est fixé sur un moteur thermique, les vibrations du moteur thermique sont transmises au corps d'actionneur et ainsi au corps du moteur électrique. Comme le moteur est fixé uniquement par une plaque de maintien, un léger mouvement du moteur électrique est possible. Les composants internes du moteur peuvent ainsi subir l'effet des vibrations, ce qui est susceptible de les endommager.
Afin de limiter le niveau de vibrations subies par les composants internes du moteur électrique, il est connu d'assurer un maintien additionnel du moteur par l'intermédiaire d'un élément élastique inséré entre la surface axiale du moteur électrique et le fond du logement de réception.
L'élément élastique est comprimé lorsque le moteur est mis en place au fond du logement. L'effort axial engendré par la compression de l'élément élastique se traduit également par un maintien radial en raison des frottements existants entre les pièces. L'utilisation d'un élément élastique distinct du moteur électrique comporte néanmoins des inconvénients : l'ajout d'une pièce supplémentaire complique le montage du moteur et augmente le prix de revient de l'actionneur. De plus, le maintien radial assuré est assez faible, car il est proportionnel à l'effort axial et au coefficient de frottement.
Pour remédier à ces inconvénients, il est également connu de disposer l'élément élastique radialement entre le corps du moteur électrique et le logement de réception. Par exemple, la surface latérale du moteur électrique peut comporter des bossages résultant d'une déformation locale du corps du moteur. Le déport entre les bossages et le corps permet qu'il existe un jeu radial au niveau de la surface non déformée du moteur, tout en assurant un contact entre le moteur et le logement au niveau des zones déformées et saillantes. Une compression des bossages est réalisée lorsque le moteur est inséré dans son logement.
Cette solution permet d'intégrer un élément élastique sans faire appel à une pièce supplémentaire, mais possède également des inconvénients. La déformation locale du corps du moteur électrique complique la fabrication du corps du moteur. De plus, il est difficile d'obtenir la raideur souhaitée.
Il existe donc un besoin d'une solution technique permettant d'assurer un maintien radial efficace du moteur électrique dans son logement sans en compliquer le montage.
A cet effet, l'invention propose un moteur électrique pour actionneur de contrôle moteur, comportant :
Un corps de moteur s'étendant selon un axe et contenant un arbre de rotation du moteur électrique, l'arbre de rotation étant coaxial avec le corps de moteur,
Une plaque s'étendant transversalement à l'axe, la plaque étant rigidement liée au corps, caractérisé en ce que la plaque comporte des excroissances de maintien saillant radialement du corps de moteur et orientées vers l'extérieur, les excroissances de maintien étant aptes à se déformer lors de l'introduction du corps de moteur dans un logement de réception de l'actionneur. La déformation des excroissances de maintien permet d'assurer un maintien radial du moteur électrique.
Avantageusement, les excroissances de maintien sont élastiquement déformables.
Plus avantageusement, les excroissances de maintien sont plastiquement déformables.
Ainsi l'effort de maintien est maximisé. L'efficacité du maintien est améliorée.
Selon un mode de réalisation, la plaque obture au moins partiellement une surface axiale du corps de moteur.
Selon un mode de réalisation, la plaque s'étend au moins partiellement dans un plan transverse à l'axe du corps de moteur.
De préférence, le corps de moteur est de section circulaire.
Selon un mode de réalisation, l'arbre de rotation du moteur électrique comporte un pignon d'entrainement saillant axialement du corps de moteur, le corps de moteur comportant une extrémité axiale opposée au pignon d'entrainement, la plaque est fixée sur le corps de moteur à l'extrémité axiale opposée au pignon d'entrainement.
Selon un mode de réalisation préféré, la plaque comporte une portion de réception d'un palier de guidage de l'arbre de rotation du moteur électrique.
Le maintien radial est ainsi assuré directement au niveau de la pièce qui porte le palier de l'arbre de rotation du moteur. Autrement dit, le nombre d'éléments disposés entre la pièce à maintenir et l'élément support est minimisé.
De préférence, la plaque est sertie au corps de moteur.
La fixation de la plaque sur le moteur est ainsi robuste et facilement réalisée.
Avantageusement, la plaque comporte au moins trois excroissances de maintien.
Un centrage peut ainsi être assuré par les excroissances de maintien.
Selon un mode de réalisation préféré, la plaque comporte quatre excroissances de maintien.
Ce nombre d'excroissances de maintien permet d'améliorer à la fois le maintien radial et le centrage procuré.
Selon un autre mode de réalisation, la plaque comporte plus de quatre excroissances de maintien. L'augmentation du nombre d'excroissances de maintien permet d'améliorer le maintien et la répartition des efforts.
Avantageusement, les excroissances de maintien possèdent une forme générale de languette.
Selon un mode de réalisation, une portion d'extrémité radiale d'au moins une excroissance de maintien est courbe.
La déformation des excroissances de maintien lors de l'insertion du moteur électrique dans son logement est ainsi réalisée de manière progressive. L'insertion du moteur est facilitée.
En variante, une portion d'extrémité radiale d'au moins une excroissance de maintien comporte une portion triangulaire comportant une pointe, la pointe du triangle étant tournée à l'opposé de l'axe. La forme triangulaire permet d'augmenter localement les contraintes mécaniques, et d'améliorer le maintien procuré.
En variante encore, une portion d'extrémité radiale d'au moins une excroissance de maintien comporte deux portions triangulaires, chaque portion triangulaire comportant une pointe, la pointe de chaque portion triangulaire étant tournée à l'opposé de l'axe.
Le maintien radial est amélioré par l'utilisation de deux pointes par excroissance de maintien. De plus, le transfert thermique par conduction entre le moteur et le corps est amélioré grâce aux deux points de contact.
Selon un mode de réalisation, au moins une excroissance de maintien possède une forme rectangulaire.
Selon un mode de réalisation, au moins une excroissance de maintien possède une forme trapézoïdale.
Selon un mode de réalisation, les excroissances de maintien ont toutes la même forme.
L'outillage de fabrication est ainsi simplifié.
Selon un autre mode de réalisation, au moins deux excroissances de maintien ont des formes différentes.
La raideur des excroissances de maintien peut ainsi être différenciée. Leurs fréquences propres de vibration sont ainsi différenciées, ce qui évite d'avoir une résonance à une fréquence bien déterminée.
En variante encore, la plaque comporte quatre excroissances de maintien de forme différente.
Les raideurs des excroissances de maintien sont ainsi différentes. Les risques de mise en résonance sont ainsi réduits.
Avantageusement, l'écart angulaire entre deux excroissances de maintien consécutives est constant. Le centrage procuré par les excroissances de maintien est ainsi amélioré.
Selon un mode de réalisation, la plaque est découpée dans un feuillard métallique.
Le coût de fabrication de la plaque est ainsi limité.
De préférence, la plaque est en acier.
La plaque possède ainsi de bonnes propriétés de résistance mécanique et thermique.
Selon un mode de réalisation, le corps de moteur est découpé dans un feuillard métallique.
Le coût de fabrication du corps du moteur est ainsi limité.
Avantageusement, le corps de moteur est en acier.
Le corps possède ainsi une bonne résistance mécanique et une bonne conduction thermique.
De préférence, les excroissances de maintien s'étendent au moins partiellement dans le plan transverse à l'axe du corps de moteur.
Selon un mode de réalisation, les excroissances de maintien s'étendent entièrement dans un plan transverse à l'axe Dl du corps de moteur. Autrement dit, les excroissances de maintien s'étendent radialement à l'axe du corps de moteur.
La fabrication des excroissances de maintien est ainsi simplifiée.
Selon un autre mode de réalisation, les excroissances de maintien comportent une portion repliée formant un angle compris entre 5° et 30° avec l'axe du corps de moteur.
Il est ainsi possible de régler la raideur du dispositif, en jouant notamment sur la longueur de la portion repliée.
De préférence, la portion repliée des excroissances de maintien est tournée vers le pignon d'entrainement du moteur électrique.
L'insertion du moteur dans son logement est ainsi facilitée.
Selon un mode de réalisation, le moteur électrique est du type à courant continu.
Selon un mode de réalisation, le palier de guidage est une bague lisse.
Ce type de palier est moins onéreux que par exemple un roulement à billes.
Avantageusement, le palier de guidage comporte un roulement à billes.
Ce type de palier permet de réduire les frottements et le jeu entre l'arbre du moteur et le corps du moteur. Le rendement mécanique du moteur électrique est amélioré.
Selon un mode de réalisation, la plaque est fixée sur le corps de moteur à l'extrémité axiale bordant le pignon.
Autrement dit, dans ce mode de réalisation les excroissances de maintien sont réalisées sur la plaque avant du moteur. Cette variante peut être intéressante lorsque la fixation du moteur dans le corps d'actionneur est assurée par l'intermédiaire de la plaque située du coté opposé au pignon d'entrainement. Dans ce cas, le logement du moteur comporte un orifice débouchant par lequel le pignon d'entrainement peut sortir.
L'invention se rapporte également à un actionneur de contrôle moteur, comportant :
- un moteur électrique tel que décrit précédemment, le moteur électrique étant agencé pour entraîner un dispositif d'actionnement,
- un corps d'actionneur définissant un logement de réception du moteur électrique, le logement de réception s'étendant selon l'axe du moteur électrique, le moteur électrique étant disposé dans le logement de réception, les excroissances de maintien étant déformée lors de l'introduction du moteur électrique dans le logement de réception de façon à exercer un effort de rappel selon une direction radiale.
La paroi du logement de réception peut également être déformées lors de l'introduction du moteur électrique dans le logement de réception. Autrement dit, il y a alors interpénétration des excroissances de maintien et du logement de réception.
La déformation des excroissances de maintien permet d'assurer un maintien radial du moteur électrique dans son logement. En raison des frottements existant entre les excroissances de maintien et le logement pendant l'insertion du moteur, un maintien axial est également obtenu.
Selon un mode de réalisation, les excroissances de maintien sont élastiquement déformées.
Au besoin, le moteur peut ainsi être démonté puis remonté sans perte des caractéristiques mécaniques des excroissances de maintien.
Selon un mode de réalisation préféré, les excroissances de maintien sont plastiquement déformées. Autrement dit, les excroissances de maintien apportent alors un maintien mécanique proche du maximum réalisable compte tenu du matériau employé.
Par exemple, l'amplitude de la déformation des excroissances de maintien est inférieure à 3% du diamètre du corps du moteur électrique.
Cette plage de valeur permet d'assurer un maintien mécanique efficace sans imposer des tolérances mécaniques trop exigeantes.
Selon un mode de réalisation, chaque excroissance de maintien comporte une unique zone de contact avec le corps d'actionneur.
L'insertion du moteur électrique dans le logement du corps d'actionneur est ainsi facilitée.
En variante, au moins une excroissance de maintien comporte deux zones de contact distinctes avec le corps d'actionneur.
L'utilisation de deux zones de contact permet d'améliorer le maintien mécanique du moteur électrique dans le corps d'actionneur. De plus, le transfert thermique entre le moteur et le corps d'actionneur est amélioré.
Avantageusement, le logement de réception du moteur électrique possède une forme générale de tronc de cône. Autrement dit, le logement de réception possède un angle de dépouille.
Lorsque le corps d'actionneur est obtenu par moulage, le démoulage du logement de réception est facilité. De plus, le contact entre les excroissances de maintien et le logement du moteur peut se produire uniquement lors d'une partie seulement de la course d'insertion du moteur. L'insertion du moteur est ainsi facilitée, puisqu'un jeu radial est présent au début de la course d'insertion.
Selon un mode de réalisation, le logement de réception du moteur électrique comporte une portion cylindrique, les excroissances de maintien du moteur électrique étant en contact avec la portion cylindrique.
Cette zone cylindrique permet d'avoir une valeur bien définie pour le diamètre de la zone du corps en contact avec les excroissances de maintien. La déformation ainsi que l'effort de maintien qui en résulte sont ainsi bien maîtrisés.
Avantageusement, la portion cylindrique est usinée.
Le diamètre de la portion cylindrique peut ainsi être maîtrisé précisément. La déformation des excroissances de maintien est donc également précisément maîtrisée.
Selon un mode de réalisation, le corps d'actionneur est en alliage d'aluminium.
Le corps d'actionneur est ainsi fabriqué facilement et possède de bonnes propriétés mécaniques et thermiques.
De préférence, la portion de réception du palier de guidage est reçue dans un logement de centrage du corps d'actionneur.
La direction de l'arbre de rotation du moteur peut ainsi être définie avec précision.
Selon un mode de réalisation, l'actionneur comporte un conduit de circulation de fluide, le dispositif d'actionnement comportant un organe d'obturation mobile dans le conduit entre une position de fermeture empêchant la circulation de fluide dans le conduit et une position d'ouverture autorisant la circulation de fluide dans le conduit.
Selon un exemple de mise en œuvre de l'invention, l'actionneur est une vanne de recirculation de gaz d'échappement entre un circuit d'échappement et un circuit d'admission d'un moteur à combustion.
Selon un autre exemple de mise en œuvre de l'invention, l'actionneur est une vanne doseuse du débit d'air comburant d'un moteur à combustion.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation donnée à titre d'exemples non limitatifs, accompagnée des figures ci-dessous :
La figure 1 représente une vue en coupe d'un actionneur de contrôle moteur selon l'état de l'art,
La figure 2 est une vue en coupe, partielle, d'un moteur électrique selon l'invention disposé dans un actionneur de contrôle moteur,
La figure 3 est une vue en perspective d'un moteur électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention,
La figure 4 est une vue coupe, partielle, d'un actionneur de contrôle moteur intégrant le moteur électrique de la figure 3,
La figure 5 est une vue en perspective d'un moteur électrique selon un deuxième mode de réalisation,
La figure 6 est une vue coupe, partielle, d'un actionneur de contrôle moteur intégrant le moteur électrique de la figure 5,
La figure 7 est une vue en perspective d'un moteur électrique selon une variante du deuxième mode de réalisation,
La figure 8 est une vue coupe, partielle, d'un actionneur de contrôle moteur intégrant le moteur électrique de la figure 7,
La figure 9 est une vue en perspective d'un moteur électrique selon un troisième mode de réalisation,
La figure 10 est une vue en coupe, partielle, d'un moteur électrique selon un quatrième mode de réalisation de l'invention,
La figure 11 est une vue en coupe, partielle, d'un actionneur intégrant un moteur électrique selon l'invention.
Afin de faciliter la lecture des figures, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l'échelle.
On a représenté sur la figure 1 un actionneur de contrôle moteur 50 selon l'état de l'art. Sur l'exemple représenté, l'actionneur 50 est une vanne de recirculation de gaz d'échappement entre un circuit d'échappement et un circuit d'admission d'un moteur à combustion. Le moteur à combustion peut équiper un véhicule automobile. L'actionneur 50 permet ainsi de contrôler la quantité de gaz d'échappement recirculés, autrement dit de réguler le débit.
L'actionneur 50 comporte un conduit 25 de circulation de fluide, et un dispositif d'actionnement 51 comportant un organe d'obturation 26 mobile dans le conduit 25 entre une position de fermeture empêchant la circulation de fluide dans le conduit 25 et une position d'ouverture autorisant la circulation de fluide dans le conduit 25.
L'actionneur 50 comporte un corps d'actionneur 21 qui reçoit les principaux éléments de l'actionneur 50. Le corps d'actionneur 21 forme également le conduit 25 de circulation de fluide. Le corps d'actionneur 21 est en alliage d'aluminium. Le corps d'actionneur 21 est obtenu par moulage.
Sur l'exemple représenté sur la figure 1, l'organe d'obturation 26 est une soupape mobile en translation. En position de fermeture, l'organe d'obturation 26 repose sur un siège 27.
L'actionneur 50 comporte un moteur électrique 20 possédant un pignon 7 solidaire de l'arbre de rotation 2 du moteur. Le moteur électrique 20 entraîne, par l'intermédiaire du pignon 7, un dispositif d'actionnement 51. Le dispositif d'actionnement 51 assure la transformation du mouvement de rotation du moteur électrique 20 en un mouvement de translation de l'organe d'obturation 26.
L'actionneur 50 possède un capot 28 permettant de fermer de manière hermétique aux corps solides et liquides le corps d'actionneur 21. Les différents éléments du mécanisme de l'actionneur 50 sont ainsi protégés.
Une unité électronique de contrôle, par exemple celle pilotant le fonctionnement du moteur à combustion, contrôle le courant d'alimentation du moteur électrique 20 afin d'assurer le degré d'ouverture souhaité de l'organe d'obturation 26, et ainsi assurer la consigne de débit souhaitée. L'unité électronique de contrôle n'a pas été représentée. Le connecteur 29 situé sur le capot 28 permet la connexion électrique entre l'actionneur 50 et l'unité électronique de contrôle.
Le moteur électrique 20 est du type à courant continu.
Le moteur électrique 20 possède un corps de moteur 1, qui contient l'arbre de rotation 2 ainsi que le circuit magnétique statorique. Le corps de moteur 1 est de section circulaire.
Le corps de moteur 1 est découpé dans un feuillard métallique. Plus précisément, le corps de moteur 1 est en acier.
Le corps de moteur 1 est ainsi obtenu à partir d'une feuille métallique roulée de façon à produire une forme cylindrique. Le corps de moteur 1 comporte donc une surface latérale courbe. Le corps de moteur 1 comporte également deux surfaces latérales planes, situées à chaque extrémité de la portion cylindrique.
La surface axiale du moteur électrique 20 située axialement du coté du pignon 7 est obturée partiellement par une plaque 4, qui peut être désignée par le terme « plaque avant ».
Le moteur électrique 20 est disposé dans un logement de réception 22 du corps 21.
La plaque 4 comporte deux trous de fixation 19. Chaque trou de fixation 19 peut recevoir une vis de fixation permettant de fixer le moteur électrique 20 au corps d'actionneur 21. La plaque 4 est évidée en son centre afin de permettre le passage de l'arbre 2.
La plaque avant 4 comporte également une portion de réception 8 d'un palier de guidage 9 de l'arbre 2. Le palier de guidage 9 peut comporter un roulement à billes. La portion de réception 8 est formée par un bossage cylindrique réalisé dans la plaque 4.
L'utilisation de roulements à billes pour le guidage de l'arbre permet d'obtenir un faible niveau de frottement et une bonne fiabilité.
L'arbre de rotation 2 du moteur électrique 20 comporte un pignon d'entrainement 7 saillant axialement du corps de moteur 1, le corps de moteur 1 comportant une extrémité axiale 15 opposée au pignon d'entrainement 7, la plaque 3 est fixée sur le corps de moteur 1 à l'extrémité axiale 15 opposée au pignon d'entrainement 7.
La plaque 3 peut être désignée par le terme « plaque arrière ».
La plaque 3 obture au moins partiellement une surface axiale 6 du corps de moteur 1.
La plaque 3 s'étend au moins partiellement dans un plan P transverse à l'axe DI du corps de moteur 1. En d'autres termes, les plaques 3 et 4 jouent un rôle de couvercle pour le corps de moteur 1.
La plaque 3 comporte une portion de réception 8 d'un palier de guidage 9 de l'arbre de rotation 2 du moteur électrique 20.
Le palier de guidage 9 comporte un roulement à billes.
La plaque 3 est découpée dans un feuillard métallique. Plus précisément, la plaque 3 est en acier.
La plaque 3 est sertie au corps de moteur 1. De même, la plaque 4 est sertie au corps de moteur 1. D'autres méthodes de fixation sont bien sur possibles, comme la soudure, ou la brasure.
Le montage du moteur électrique 20 dans le corps 21 est réalisé de la manière décrite ci-dessous.
Le moteur est inséré dans le logement 22. Pour cela, le coté situé à l'opposé du pignon est introduit dans le logement 22 et est poussé jusqu'à ce que la plaque avant 4 soit en butée contre le corps 21. Une fois le moteur fixé, l'axe de l'arbre 2, l'axe du corps 1 et l'axe du logement 22 sont confondus.
Le logement de réception 22 du moteur électrique 20 possède une forme générale de tronc de cône. Le diamètre du logement diminue régulièrement entre l'entrée du logement 22 et le fond du logement 22. Cette forme permet notamment d'assurer le bon démoulage du corps 21 lorsque celuici est obtenu par moulage.
Un jeu radial existe entre la surface latéral du corps de moteur 1 et la surface intérieure du logement 22.
Comme représenté sur les figures 1 et 2, la portion de réception 8 du palier de guidage 9 est reçue dans un logement de centrage 24 du corps d'actionneur. Un jeu radial de quelques centièmes de millimètres existe la surface latérale intérieure du logement de centrage 24 et la surface latérale extérieure de la portion de réception 8 du palier 9. Un jeu axial existe également.
Autrement dit, le moteur électrique 20 est fixé au corps 21 au niveau de la plaque avant 4 et est monté coulissant dans le logement de centrage 24.
Lorsque le moteur thermique vibre, ses vibrations sont transmises au corps d'actionneur 21. Les efforts engendrés peuvent ainsi faire fléchir la plaque avant 4. Dans les cas où le moteur électrique 20 n'est pas maintenu au niveau de son palier arrière, les composants du moteur peuvent subir un vieillissement accéléré dans le cas de vibrations importantes. Le risque de dégradations des performances du moteur électrique au cours de son utilisation est accru.
Le but de l'invention est d'assurer un maintien efficace du moteur électrique 20 sans ajouter de pièce supplémentaire, ni modifier la méthode d'assemblage du moteur 20 dans le corps 21. Les figures 3 à 10 représentent différents modes de réalisation d'un moteur électrique selon l'invention.
Les figures 3, 5, 7, 9,10 représentent différents modes de réalisation d'un moteur électrique 20, avant son montage dans l'actionneur 50.
L'invention propose un moteur électrique 20 pour actionneur 50 de contrôle moteur, comportant :
Un corps de moteur 1 s'étendant selon un axe DI et contenant un arbre de rotation 2 du moteur électrique 20, l'arbre de rotation 2 étant coaxial avec le corps de moteur 1,
Une plaque 3 s'étendant transversalement à l'axe Dl, la plaque 3 étant rigidement liée au corps 1, caractérisé en ce que la plaque 3 comporte des excroissances de maintien 5 saillant radialement du corps de moteur 1 et orientées vers l'extérieur, les excroissances de maintien 5 étant aptes à se déformer lors de l'introduction du corps de moteur 1 dans un logement de réception22 de l'actionneur 50.
Au niveau de l'entrée du logement 22, un jeu radial est présent entre les excroissances de maintien 5 et la surface intérieure du logement 22. L'insertion du moteur du moteur électrique est donc facile. En raison de la conicité du logement 22, les excroissances de maintien 5 viennent en contact avec la surface intérieure du logement 22 au cours de la course d'insertion du moteur électrique. Une fois le contact établi, la partie restante de la course d'insertion du moteur électrique 20 permet de déformer les excroissances de maintien 5.
Les excroissances de maintien 5 sont élastiquement déformables. Ce cas se produit pour les faibles déformations des excroissances de maintien.
Les excroissances de maintien 5 sont plastiquement déformables.
La plaque 3 comporte au moins trois excroissances de maintien 5. Un centrage de la plaque 3 dans le logement 22 peut ainsi être assuré par les excroissances de maintien 5.
Sur les différents modes de réalisation représentés, la plaque 3 comporte quatre excroissances de maintien 5. Les quatre excroissances de maintien 5 sont positionnées autour de l'axe Dl avec un écart angulaire B de 90°.
Les excroissances de maintien 5 possèdent une forme générale de languette. Autrement dit, les excroissances de maintien sont formées par des portions s'écartant de la partie circulaire de la périphérie extérieure de la plaque 3.
Sur le mode de réalisation des figures 3 et 4, une portion d'extrémité radiale 10 d'au moins une excroissance de maintien 5 est courbe.
La déformation des excroissances de maintien lors de l'insertion du moteur électrique dans son logement est ainsi réalisée de manière progressive. L'insertion du moteur est facilitée.
Sur le mode de réalisation des figures 5 et 6, une portion d'extrémité radiale d'au moins une excroissance de maintien 5 comporte une portion triangulaire 11 comportant une pointe 12, la pointe du triangle étant tournée à l'opposé de l'axe Dl.
La forme triangulaire permet d'augmenter localement les contraintes mécaniques, et d'améliorer le maintien procuré.
Les figures 7 et 8 illustrent une variante du deuxième mode de réalisation. Une portion d'extrémité radiale d'au moins une excroissance de maintien 5 comporte deux portions triangulaires lia, 11b, chaque portion triangulaire lia, 11b comportant une pointe 12a, 12b, la pointe 12a, 12b de chaque portion triangulaire lia, 11b étant tournée à l'opposé de l'axe Dl.
Le maintien radial est amélioré par l'utilisation de deux pointes par excroissance de maintien. De plus, le transfert thermique par conduction entre le moteur et le corps est amélioré grâce aux deux zones de contact.
Sur le mode de réalisation de la figure 9, au moins une excroissance de maintien 5 possède une forme rectangulaire.
Sur les divers exemples illustrés, les excroissances de maintien 5 ont toutes la même forme.
L'écart angulaire entre deux excroissances de maintien 5 consécutives est constant.
Le centrage procuré par les excroissances de maintien 5 est ainsi amélioré.
Les excroissances de maintien 5 s'étendent au moins partiellement dans le plan P transverse à l'axe Dl du corps de moteur 1.
Sur les modes de réalisation des figures 3 à 9, les excroissances de maintien 5 s'étendent entièrement dans un plan P transverse à l'axe Dl. Cette caractéristique de planéité s'entend lorsque le moteur électrique 20 n'est pas encore monté dans le logement 22.
Les figures 4, 6, 8, 11 représentent un actionneur 50 dans lequel le moteur électrique 20 est monté dans sa position de fonctionnement définitif.
L' actionneur 50 de contrôle moteur comporte :
- un moteur électrique 20 tel que décrit précédemment, le moteur électrique 20 étant agencé pour entraîner un dispositif d'actionnement 51,
- un corps d'actionneur 21 définissant un logement de réception 22 du moteur électrique 20, le logement de réception 22 s'étendant selon l'axe DI du moteur électrique 20, le moteur électrique 20 étant disposé dans le logement de réception 22, les excroissances de maintien 5 étant déformées lors de l'introduction du moteur électrique 20 dans le logement de réception 22 de façon à exercer un effort de rappel selon une direction radiale.
La déformation des excroissances de maintien 5 permet d'assurer un maintien radial du moteur électrique 20 dans son logement 22. En raison des frottements existant entre les excroissances de maintien 5 et le logement 22 une fois le moteur 20 inséré, un maintien axial est également obtenu.
La paroi du logement de réception 22 peut également être déformée lors de l'introduction du moteur électrique 20 dans le logement de réception 22. Il y a alors interpénétration des excroissances de maintien 5 et de la surface du logement de réception 22. Ce cas peut se produire lorsque la dureté des excroissances de maintien 5 est supérieure à celle de la surface du logement de réception 22.
Le maintien radial est ainsi assuré directement au niveau de la pièce qui porte le palier de guidage 9 de l'arbre 2. Le nombre d'éléments interposés entre l'arbre 2 et la zone d'appui dans le logement 22 est réduit.
Le maintien radial procuré est ainsi plus efficace que les solutions de l'état de l'art dans lesquelles le maintien est assuré au niveau de la surface latérale du corps du moteur.
Selon un mode de réalisation, les excroissances de maintien 5 sont élastiquement déformées.
Au besoin le moteur peut ainsi être démonté du corps d'actionneur 21, puis remonté, sans perte des caractéristiques mécaniques des excroissances de maintien.
Selon un mode de réalisation préféré, les excroissances de maintien 5 sont plastiquement déformées.
Autrement dit, les excroissances de maintien apportent alors un maintien mécanique proche du maximum réalisable compte tenu du matériau employé.
Par exemple, la déformation des excroissances de maintien 5 est inférieure à 3% du diamètre du corps 1 du moteur électrique 20.
Cette plage de valeur permet d'assurer un maintien mécanique efficace sans imposer un niveau de précision trop exigeant.
Sur le mode de réalisation de la figure 10, les excroissances de maintien 5 comportent une portion repliée 14 formant un angle A compris entre 5° et 30° avec l'axe Dl.
La portion repliée 14 des excroissances de maintien 5 est tournée vers le pignon d'entrainement 7 du moteur électrique 20. L'insertion du moteur 20 dans le logement 22 est ainsi facilitée.
Sur les modes de réalisation illustrés sur les figures 3 à 6, chaque excroissance de maintien 5 comporte une unique zone de contact 17 avec le corps d'actionneur 21.
Sur les modes de réalisation illustrés sur les figures 7 à 9, au moins une excroissance de maintien 5 comporte deux zones de contact 17,18 distinctes avec le corps d'actionneur 21.
Les deux zones de contact permettent d'améliorer le maintien mécanique du moteur électrique dans le corps d'actionneur. De plus, le transfert thermique entre le moteur et le corps d'actionneur est aussi amélioré, ce qui permet de limiter réchauffement du moteur électrique pendant son fonctionnement.
Comme schématisé sur la figure 11, le logement de réception 22 du moteur électrique 20 comporte une portion cylindrique 23, les excroissances de maintien 5 du moteur électrique 20 étant en contact avec la portion cylindrique 23.
Cette zone cylindrique 23 permet d'avoir une zone de diamètre constant, dans laquelle les excroissances de maintien sont en contact avec la surface intérieure du logement 22. La déformation des excroissances de maintien et donc l'effort de maintien qui en résulte sont ainsi bien maîtrisés.
La portion cylindrique 23 est usinée. Le diamètre de la portion cylindrique 23 peut ainsi être maîtrisé précisément, avec une tolérance de quelques centièmes de millimètres.
Selon des modes de réalisation non représentés, le moteur électrique, ainsi que l'actionneur intégrant ce moteur électrique peuvent également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou combinées entre elles :
La plaque 3 peut comporter plus de quatre excroissances de maintien 5.
Au moins une excroissance de maintien 5 peut posséder une forme trapézoïdale.
Au moins deux excroissances de maintien 5 peuvent avoir des formes différentes.
La raideur des excroissances de maintien peut ainsi être différenciée. Les fréquences propres sont ainsi différenciées, ce qui évite d'avoir une résonance à une fréquence déterminée.
La plaque 3 peut comporter quatre excroissances de maintien 5 de forme différente.
Toutes les excroissances de maintien ont donc une raideur différente. Les risques de mise en résonance sont ainsi réduits.
Le palier de guidage 9 peut être une bague lisse. La bague peut être en métal fritté, ou une bague usinée, ou une bague obtenue par frappe. La bague lisse peut avoir une forme d'anneau cylindrique.
La plaque 3 peut être fixée sur le corps de moteur 1 à l'extrémité axiale bordant le pignon.
L'actionneur 50 peut être une vanne doseuse du débit d'air comburant d'un moteur à combustion.
Bien entendu, d'autres modifications et variations se suggèrent d'elles même à l'homme du métier, après réflexion sur les différents modes de réalisation illustrés.
L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés dans cette demande, qui sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas destinés à limiter la portée de l'invention.
Claims (11)
- REVENDICATIONS1. Moteur électrique (20) pour actionneur (50) de contrôle moteur, comportant :Un corps de moteur (1) s'étendant selon un axe (Dl) et contenant un arbre de rotation (2) du moteur électrique (20), l'arbre de rotation (2) étant coaxial avec le corps de moteur (1),Une plaque (3) s'étendant transversalement à l'axe (Dl), la plaque (3) étant rigidement liée au corps (1), caractérisé en ce que la plaque (3) comporte des excroissances de maintien (5) saillant radialement du corps de moteur (1) et orientées vers l'extérieur, les excroissances de maintien (5) étant aptes à se déformer lors de l'introduction du corps de moteur (1) dans un logement de réception(22) de l'actionneur (50).
- 2. Moteur électrique (20) selon la revendication 1, selon lequel l'arbre de rotation (2) du moteur électrique (20) comporte un pignon d'entrainement (7) saillant axialement du corps de moteur (1), le corps de moteur (1) comportant une extrémité axiale (15) opposée au pignon d'entrainement (7), la plaque (3) est fixée sur le corps de moteur (1) à l'extrémité axiale (15) opposée au pignon d'entrainement (7).
- 3. Moteur électrique (20) selon la revendication 1 ou 2, selon lequel la plaque (3) comporte une portion de réception (8) d'un palier de guidage (9) de l'arbre de rotation (2) du moteur électrique (20).
- 4. Moteur électrique (20) selon l'une des revendications précédentes, selon lequel les excroissances de maintien (5) s'étendent entièrement dans un plan (P) transverse à l'axe (Dl) du corps de moteur (1).
- 5. Moteur électrique (20) selon l'une des revendications précédentes, selon lequel les excroissances de maintien (5) comportent une portion repliée (14) formant un angle (A) compris entre 5° et 30° avec l'axe (Dl) du corps de moteur (1).
- 6. Actionneur (50) de contrôle moteur, comportant :- un moteur électrique (20) selon l'une des revendications précédentes, le moteur électrique (20) étant agencé pour entraîner un dispositif d'actionnement (51),- un corps d'actionneur (21) définissant un logement de réception (22) du moteur électrique (20), le logement de réception (22) s'étendant selon l'axe (Dl) du moteur électrique (20), le moteur électrique (20) étant disposé dans le logement de réception (22), les excroissances de maintien (5) étant déformées lors de l'introduction du moteur électrique (20) dans le logement de réception (22) de façon à exercer un effort de rappel selon une direction radiale.
- 7. Actionneur (50) selon la revendication précédente, selon lequel les excroissances de maintien (5) sont plastiquement déformées.
- 8. Actionneur (50) selon la revendication 6 ou 7, selon lequel chaque excroissance de maintien (5) comporte une unique zone de contact (17) avec le corps d'actionneur (21).5
- 9. Actionneur (50) selon l'une des revendications 6 à 8, selon lequel au moins une excroissance de maintien (5) comporte deux zones de contact (17,18) distinctes avec le corps d'actionneur (21).
- 10. Actionneur (50) selon l'une des revendications 6 à 9, selon lequel le logement de réception (22) du moteur électrique (20) comporte une portion cylindrique (23), les excroissances de maintien (5) du moteur électrique (20) étant en contact avec la portion cylindrique (23).10
- 11. Actionneur (50) selon l'une des revendications 6 à 10, comportant :Un conduit (25) de circulation de fluide,Le dispositif d'actionnement (51) comportant un organe d'obturation (26) mobile dans le conduit (25) entre une position de fermeture empêchant la circulation de fluide dans le conduit (25) et une position d'ouverture autorisant la circulation de fluide dans le conduit
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Citations (4)
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-
2017
- 2017-12-01 FR FR1761510A patent/FR3074621A1/fr not_active Withdrawn
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