FR3119719A1 - Motoreducteur a fiabilité augmentée - Google Patents

Abstract

Motoréducteur comportant un moteur électrique sans balai, un réducteur et un arbre de sortie d’axe longitudinal, solidaire en rotation du réducteur planétaire, des capteurs de pilotage du moteur électrique, ledit moteur électrique comportant un stator (8), ledit réducteur étant logé au moins en partie dans le rotor. Le rotor comporte une culasse tubulaire (25), un pignon rotor (PR) fixé à une première extrémité de la culasse tubulaire (25), un aimant à plusieurs paires de pôles (21) monté autour de la culasse (25) et en appui par une extrémité longitudinale contre le pignon rotor (PR), dans lequel la culasse (25) comporte au niveau de sa deuxième extrémité (25.3) du côté des capteurs de pilotage, un élément annulaire (45) en matériau amagnétique contre lequel l’aimant (21) est en appui par son autre extrémité longitudinale. Figure pour l’abrégé : 2

Description

MOTOREDUCTEUR A FIABILITÉ AUGMENTÉE

DOMAINE TECHNIQUE ET ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

La présente invention se rapporte à un motoréducteur comportant un moteur sans balai et un réducteur, à fiabilité augmentée.

Dans l’industrie automobile, on utilise des vannes pilotées en tout ou rien ou proportionnellement par un motoréducteur. Ces vannes servent par exemple à gérer l’alimentation en fluide de refroidissement, en carburant, en huile…

Le motoréducteur peut comporter un rotor portant des aimants, logé dans un stator comportant des bobines. Le réducteur est logé dans le rotor. L’arbre de sortie est coaxial au rotor. Un tel motoréducteur est décrit dans le document WO2019/129984.

Ce motoréducteur présente un encombrement réduit et est ainsi adapté pour piloter des vannes, par exemple des distributeurs hydrauliques équipant des véhicules automobiles.

Le moteur comporte des capteurs dédiés au fonctionnement de moteur, il s’agit de capteurs à effet Hall, en général au nombre de trois montés sur le stator en regard de la paroi extérieure du rotor. Ces capteurs participent au pilotage du moteur.

En outre, afin de connaître la position de la vanne pilotée par le motoréducteur, le motoréducteur comporte en général un capteur de position angulaire de l’arbre de sortie. Ainsi connaissant la position angulaire de l’arbre de sortie, la position de la vanne, i.e. son, état est connu. Le capteur de position comporte un aimant fixé sur l’arbre de sortie et capteur à effet Hall solidaire du boîtier du motoréducteur.

Le rotor comporte une culasse métallique et un aimant permanent à plusieurs paires de pôles.

La proximité de la culasse métallique et des capteurs à effet Hall peut perturber le fonctionnement des capteurs et donc perturber le fonctionnement du motoréducteur.

C’est par conséquent un but de la présente invention d’offrir un motoréducteur présentant un fonctionnement à fiabilité augmentée.

Le but énoncé ci-dessus est atteint par un motoréducteur comportant un stator, un rotor, un réducteur logé dans le rotor et un arbre de sortie coaxial au rotor, des capteurs de pilotage du motoréducteur sensibles à un champ magnétique. Le rotor comporte un pignon rotor, une culasse métallique, au moins un aimant monté autour de la culasse, dont le champ magnétique interagit avec les capteurs de pilotage. La culasse comporte une première extrémité longitudinale fixée directement sur le pignon rotor et une deuxième extrémité longitudinale orientée vers les capteurs de pilotage, et un élément surmoulé sur la deuxième extrémité de la culasse assurant la rétention axiale de l’aimant. En outre, l’élément surmoulé est en matériau amagnétique, par exemple il s’agit d’un surmoulage en matériau plastique, ainsi il n’a pas d’influence sur les capteurs de pilotage. Grâce à l’invention, l’extrémité métallique de la culasse n’est plus à proximité des capteurs de pilotage, elle ne perturbe peu ou pas le fonctionnement des capteurs.

De préférence l’élément surmoulé présente une forme à section circulaire constante, ce qui limite encore les perturbations des capteurs.

Dans un exemple avantageux, le motoréducteur comporte également un capteur de position angulaire sensible à un champ magnétique au moins un aimant solidaire au moins en rotation de l’arbre de sortie. Le rotor selon l’invention ne perturbe également pas le capteur de position.

Dans un exemple de réalisation, la culasse est fixée sur le fond par sertissage. L’assemblage du rotor est alors simplifié, puisqu’un seul sertissage est requis.

Le motoréducteur est particulièrement adapté pour piloter une vanne ou distributeur hydraulique, par exemple dans le domaine automobile.

La présente demande a alors pour objet un motoréducteur comportant un moteur électrique sans balai, un réducteur et un arbre de sortie d’axe longitudinal, solidaire en rotation du réducteur planétaire, des capteurs de pilotage du moteur électrique, les capteurs de pilotage étant sensibles au champ magnétique, ledit moteur électrique comportant un stator, un rotor apte à être mis en rotation autour de l’axe longitudinal par le stator, ledit réducteur étant logé au moins en partie dans le rotor, le rotor comportant une culasse tubulaire, un pignon rotor, un aimant à plusieurs paires de pôles monté autour de la culasse et en appui par une première extrémité longitudinale contre le pignon rotor. La culasse comporte au niveau de sa deuxième extrémité du côté des capteurs de pilotage, des moyens de butée en matériau amagnétique contre lesquels l’aimant est en appui par une deuxième extrémité longitudinale.

Avantageusement, les moyens de butée en matériau amagnétique comportent un élément annulaire en matériau amagnétique. Par exemple, l’élément annulaire est une pièce surmoulée sur la deuxième extrémité de la culasse. Le matériau amagnétique peut être du polyphénylène sulfure, avantageusement chargé en fibres de verre.

Selon une caractéristique additionnelle, la culasse comporte, au niveau de sa première extrémité longitudinale, au moins deux pattes dont une extrémité libre forme une butée axiale pour le pignon rotor. Par exemple, les pattes coopèrent avec des encoches formées dans une périphérie radialement extérieure du pignon rotor et assurent une immobilisation en rotation du pignon rotor par rapport à la culasse.

Selon une autre caractéristique additionnelle le pignon rotor comporte une périphérie radialement extérieure formant une butée axiale pour l’aimant. L’aimant peut comporter, au niveau de son extrémité axiale en contact avec la périphérie radialement extérieure du pignon rotor, au moins une encoche coopérant avec une rainure axiale de la périphérie radialement extérieure du pignon rotor.

Selon une autre caractéristique additionnelle, le réducteur est une réducteur planétaire et le motoréducteur comporte un axe de centrage s’étendant selon l’axe longitudinal et traversant le stator, le rotor et le réducteur planétaire, l’axe de centrage étant monté directement dans le rotor, l’arbre de sortie et au moins un pignon du pignon rotor, de sorte à assurer le guidage en rotation du rotor, du pignon du pignon rotor, d’au moins un premier satellite et de l’arbre de sortie, le rotor étant libre en rotation par rapport à l’axe de centrage.

Le motoréducteur peut comporter également un carter dans lequel sont logés le moteur électrique et le réducteur planétaire, ledit carter comportant une première partie et une seconde partie coopérant l’une avec l’autre de sorte à enfermer le moteur électrique et le réducteur planétaire, la seconde partie comportant un passage traversé par l’arbre de sortie, et la première partie comportant un logement recevant une extrémité longitudinale de l’axe de centrage qui est immobilisé dans le logement, l’autre extrémité longitudinale de l’axe de centrage étant reçue dans un logement formé dans l’arbre de sortie.

De préférence, les capteurs de pilotage sont des capteurs à effet Hall.

Dans un exemple avantageux, les bobines du stator et les capteurs de pilotage sont connectées à une même carte électronique.

Un autre objet de la présente demande est un distributeur fluidique rotatif comportant un carter avec au moins un orifice de sortie du fluide, un noyau apte à autoriser ou interrompre l’écoulement du fluide par l’orifice de sortie et un motoréducteur selon l’invention actionnant le noyau.

Un autre objet de la présente demande est un procédé de fabrication d’un motoréducteur selon la présente invention comportant :
-la fourniture d’un stator portant des bobines et des capteurs de pilotage, des éléments du réducteur,
-la fabrication d’un rotor comportant une culasse tubulaire, un moyeu et un aimant monté autour de la culasse, la fabrication comprenant :
-– la fabrication d’un élément tubulaire en matériau amagnétique sur une extrémité longitudinale de la culasse,
-- montage de l’aimant autour de la culasse en appui contre l’élément annulaire,
-- montage du pignon rotor sur la culasse,
-- immobilisation axiale et immobilisation en rotation de la culasse, du pignon rotor et de l’aimant les uns par rapport aux autres,
-- montage du rotor dans le stator de sorte que l’élément tubulaire soit orientée du côté des capteurs de pilotage.

Le procédé de fabrication comporte avantageusement le surmoulage de l’élément annulaire sur l’extrémité longitudinale de la culasse.

Le procédé de fabrication peut comporter le sertissage de la culasse sur le pignon rotor.

Avantageusement, l’immobilisation angulaire est obtenue par coopération d’encoches et de rainures réalisées dans le pignon rotor, la culasse et l’aimant.

La présente invention sera mieux comprise sur la base de la description qui va suivre et des dessins en annexe sur lesquels:

est une vue en coupe longitudinale d’un exemple de distributeur hydraulique piloté par un motoréducteur selon un exemple de réalisation.

est une vue éclatée du motoréducteur de la .

est une vue en perspective du rotor du motoréducteur de la représenté seul selon un premier point de vue.

est une vue en perspective du rotor du motoréducteur de la représenté seul selon un deuxième point de vue.

est une vue éclatée du rotor des figures 3A et 3B.

est une vue en perspective de la culasse des figures 3A, 3B et 4 représentées seule.

est une vue en coupe longitudinale de la culasse de la au niveau de l’élément surmoulé..

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

Sur les figures 1 et 2, on peut voir une vue en coupe longitudinale d’exemple d’un distributeur hydraulique DH piloté par un motoréducteur MR selon l’invention.

Le distributeur DH comporte un corps de vanne B de forme essentiellement cylindrique de révolution autour d’un axe X, et un noyau N monté dans le boîtier B et apte à tourner dans le corps de vanne B.

Dans l’exemple représenté, un corps de vanne B comporte un fond F et une paroi latérale cylindrique P d’un seul tenant, et un capot C pour fermer le boîtier. Le capot C est par exemple solidarisé au corps de vanne B par soudage, par exemple par soudage à ultrason.

Le corps de vanne B comporte un orifice d’alimentation (non visible) formé dans la paroi latérale P et prolongé par un conduit destiné à une connexion à une source de liquide, et au moins un orifice de sortie O formé également dans la paroi latérale P, se prolongeant chacun par un conduit T destiné à amener le liquide vers une zone donnée, par exemple une zone à refroidir. Dans cet exemple le corps de vanne comporte deux orifices de sortie. Le corps de vanne B définit une chambre hydraulique.

Les orifices d’entrée et de sortie sont répartis angulairement sur la paroi autour de l’axe X

Le noyau N est monté dans la chambre hydraulique et est en prise avec l’arbre de sortie A du motoréducteur MR.

Le motoréducteur s’étend le long d’un axe longitudinal X. Il comporte un carter 2 dans lequel sont logés le moteur électrique M ( ) et un réducteur R. Le carter 2 protège le moteur et le réducteur de l’environnement extérieur. Une extrémité longitudinale de l’arbre de sortie A sur laquelle le noyau est en prise faisant saillie du carter 2 par une ouverture 3.

Dans la suite de la description, l’extrémité longitudinale du motoréducteur comportant l’arbre de sortie A sera désignée « extrémité aval », l’autre extrémité longitudinale du motoréducteur sera désignée « extrémité amont ». L’orientation des différents éléments du motoréducteur par rapport à ces extrémités pourra être repérée par le terme « amont » ou « aval ».

Sur la , on peut voir une vue en éclatée d’un exemple d’un motoréducteur, le long de l’axe X.

Le carter 2 comporte un boîtier 4 et un capot 5 fermant le boîtier.

Le moteur électrique est un moteur sans balai ou brushless en terminologie anglo-saxonne, comporte un stator 8, un rotor 10 disposé dans le stator 8 et une carte électronique 16.

Le stator 8 comporte des bobines 12 logées dans un empilement de tôles 14. Le stator a une structure bien connu de l’homme du métier. De préférence, le moteur électrique est un moteur triphasé comportant un nombre de bobines 12 multiple de trois. Dans l’exemple représenté, trois bobines 12 espacées d’un angle de 30° mes unes des autres sont montés sur le stator.

Sur la , on peut voir une première carte électronique 16 à laquelle les broches des bobines 12 sont connectées, par exemple par soudage ou par serrage mécanique et qui sert à piloter le rotor.

Le rotor 10 est monté à l’intérieur du stator et est destiné à tourner dans le stator autour de l’axe X. Le rotor 10 comporte un aimant 21 à plusieurs pôles formant la surface extérieure du rotor, qui est en regard des bobines.

Le moteur électrique comportes des capteurs de pilotage CP destinés au pilotage du moteur, ces capteurs CP sont sensibles au champ magnétique, ils sont de préférence des capteurs à effet Hall. Les capteurs de pilotage CP sont montés sur le stator en regard de la face extérieure latérale du rotor. Dans cet exemple ils sont au nombre de trois et sont montés sur la carte électronique entre les bobines 12 et le rotor. Ces capteurs mesurent par exemple la vitesse du rotor.

Dans cet exemple le réducteur R est un réducteur planétaire, mais d’autre type de réducteur ou une combinaison d’un réducteur planétaire et d’un autre type de réducteur, tel que par exemple un réducteur à pignons droits ou à roue et vis sans fin, est envisageable.

Le rotor 10 comporte un fond formant un moyeu 20 comportant, sur une face aval, opposée à celle orientée vers le boîtier un pignon 24 formant un premier planétaire du réducteur R. le moyeu 20 muni du pignon 24 est désigné « pignon rotor » PR.

Le rotor sera décrit en détail ci-dessous.

Le réducteur comporte également une première platine porte-satellite 26 et trois premiers satellites 27 montés mobiles en rotation sur une face amont de la platine porte-satellite 26 autour d’axes parallèles à l’axe X. Le pignon rotor PR engrène les premiers satellites 27. Un deuxième pignon 28 est solidaire en rotation de la première platine porte-satellite 26 et est disposé sur l’axe X sur une face aval de la première platine porte-satellite 26, opposée à la face amont portant les premiers satellites 27.

Le réducteur comporte une deuxième platine porte-satellite 30 et trois deuxièmes satellites 32 montés mobiles en rotation sur une face amont de la deuxième platine porte-satellite 30 autour d’axes 32.1 ( ) parallèles à l’axe X. Le deuxième pignon 28 engrène les deuxièmes satellites 32.

De manière avantageuse, les satellites 27 et 32 sont identiques ce qui permet de simplifier la fabrication du motoréducteur.

L’arbre de sortie A du motoréducteur est solidaire en rotation de la deuxième platine porte-satellite 30 et fait saillie d’une face aval de la deuxième platine 30 opposée à la face amont portant les deuxièmes satellites 32.

L’arbre de sortie A peut être guidé en rotation par le contour de l’ouverture 3 formée dans le boîtier 4.

Le réducteur comporte également un couronne dentée extérieure 34 d’axe X, disposée à l’intérieur du rotor 10 et à l’extérieur des premiers 27 et deuxièmes 32 satellites, de sorte que les satellites 27 et 32 engrènent la couronne dentée 34. Tous les éléments du réducteur sont donc disposés à l’intérieur de la couronne dentée 34. La couronne dentée 34 est fixe par rapport boîtier 4.

De manière très avantageuse, la couronne dentée 34 est un composant moulé réalisé préalablement, qui est ensuite surmoulée avec le boîtier, par exemple par moulage. En variante, la couronne dentée 34 est fixée sur le capot 5 par collage, par des vis…

De manière très avantageuse, un axe de centrage 38 unique traverse le réducteur R et le moteur M et assure le centrage des différents éléments du réducteur et du rotor 10 par rapport au stator 8. La culasse 25 comporte un passage central 25.1 traversant le premier planétaire permettant le passage de l’axe de centrage 38. L’entrefer entre le rotor 10 et le stator 8 est ainsi fixé sans utiliser de palier. La suppression des paliers contribue à l’allongement de la durée de vie du motoréducteur. En outre, la réalisation du motoréducteur est simplifiée, et sa masse est réduite.

L’axe de centrage 38 est maintenu axialement et transversalement dans le motoréducteur. Pour cela, le fond intérieur du capot 5 comporte un logement 41 recevant une extrémité longitudinale 38.1 de l’axe 38, et la deuxième platine porte-satellite 30, portant l’arbre de sortie A, comporte également un logement 43 entre les deuxièmes satellites sur sa face amont recevant l’autre extrémité 38.1 de l’axe 38. La deuxième platine porte-satellite 30 étant guidée par le contour de l’ouverture dans le boîtier 4 via l’arbre de sortie A, l’autre extrémité de l’axe de centrage 38 est également maintenue axialement et transversalement. L’axe 38 est monté fixe dans le capot 5, par exemple l’extrémité 38.1 est montée serrée dans le logement 41 du capot 5.

En outre, le premier planétaire 24 et le deuxième planétaire 28 comportent en leur centre un passage axial 42, 44 respectivement, pour le passage de l’axe de centrage 38. Les diamètres des logements 40, 41 et des logements 42, 44 sont ajustés au diamètre de l’axe 38, afin d’assurer un maintien transversal de l’axe de centrage 38 et un bon guidage en rotation des différents éléments du réducteur.

L’axe 38 assure le guidage, le recentrage de tous les éléments mobiles et assure également la fonction de palier de glissement pour les éléments mobiles.

L’axe de centrage 38 est avantageusement en métal, par exemple en acier, avantageusement en acier inoxydable pour présenter une rigidité suffisante. Le diamètre de l’arbre peut être fixé précisément par une opération de rectification Avantageusement l’axe 38 est réalisé avec une grande précision, par exemple par usinage. Son diamètre présente avantageusement une tolérance maximale de de 20 µm et une cylindricité de 5 µm.

Les jeux entre l’axe 38 qui est fixe dans le carter et les éléments mobiles sont avantageusement compris entre 20 µm et 60 µm.

Le boîtier et le capot sont disposés de sorte que les logements 40 et 41 assurent une coaxialité entre l’axe de centrage 38 et la couronne dentée 34.

La mise en œuvre de l’axe de centrage fixe et la précision de positionnement, qui peut être obtenue lors de la réalisation du boîtier et du capot qui intègre la couronne 34 et lors de leur assemblage, permet très avantageusement de ne pas utiliser de roulement à billes entre l’arbre de centrage et les éléments mobiles en rotation autour de lui.

La mise en œuvre de cet axe de centrage 38 permet de limiter l’usure du réducteur. En outre, il facilite l’assemblage. Il permet également, dans le cas d’éléments de réducteur en matériau plastique, d’assurer un jeu suffisant entre les éléments pour qu’ils s’engrènent correctement.

De manière avantageuse, les axes des satellites sur les platines porte-satellite, sont réalisés en acier, par exemple en acier inoxydable, pour améliorer encore davantage le guidage et éviter l’usure des dentures du réducteur planétaire ( ).

De plus, la mise en œuvre d’un axe unique permet de réduire sensiblement les pertes car les éléments mobiles en rotation du réducteur tournent autour de cet axe de faible diamètre.

Le motoréducteur comporte également avantageusement un capteur de position angulaire de l’arbre de sortie A. Par exemple, le capteur comporte un aimant 46, par exemple de 1 à 4 pôles intégrés dans l’arbre de sortie, avantageusement lors du moulage de l’arbre de sortie A et un capteur 50 sensible au champ magnétique, par exemple un capteur à effet Hall. Le capteur 50 est porté par une deuxième carte électronique 52 disposée en aval de la première carte électronique 16, et le capteur 50 est situé dans un plan en aval du plan contenant l’aimant et de sorte que le capteur soit influencé par le champ magnétique de l’aimant.

Le rotor 10 va maintenant être décrit en détail. Sur les figures 3A, 3B et 4, on peut voir le rotor représenté seul.

Le rotor 10 comporte le pignon rotor PR, une culasse 25 de forme tubulaire en matériau métallique et solidaire en rotation du pignon rotor PR, un aimant permanent 21 à plusieurs paires de pôles en forme de manchon monté autour de la culasse 25. La mise en œuvre d’un seul aimant offre une bonne précision dimensionnelle et son procédé de fabrication est simplifié.

L’aimant est solidaire en rotation de la culasse et du pignon rotor PR.

Dans l’exemple représenté, la culasse 25 comporte une paroi tubulaire 25.4, une première extrémité longitudinale 25.2 coopérant avec le pignon rotor PR et une deuxième extrémité longitudinale 25.3 opposée à la première extrémité longitudinale 25.2. Sur la , on peut voir la culasse 25 représentée seule.

Le rotor comporte des moyens pour immobiliser axialement la culasse et le pignon rotor PR l’un par rapport à l’autre et des moyens pour immobiliser en rotation la culasse et le pignon rotor PR l’un par rapport à l’autre.

Dans cet exemple avantageux, La culasse 25 comporte des pattes 23 s’étendant à partir de la première extrémité 25.2 et destinées à coopérer avec le pignon rotor PR pour assurer à la fois l’immobilisation axiale et l’immobilisation en rotation entre le pignon rotor PR et la culasse 25. Pour cela le moyeu 20 du pignon rotor PR, qui a une forme générale de disque, comporte sur sa périphérie extérieure des encoches 29 réparties angulairement autour de l’axe du moyeu et coopérant avec les pattes 23.

Les pattes 23 comportent une première portion axiale 23.1 rattachée directement à la paroi de la culasse 25 et une deuxième portion axiale 23.2 prolongeant la première portion 23.1. La première portion axiale 23.1 a sensiblement la même extension angulaire que les encoches 29 pour assurer que les pattes 23 coulissent dans les encoches au montage et assurer l’immobilisation angulaire entre la culasse et le moyeu.

La deuxième portion axiale 23.2 sont approximativement en forme de L, reliées à la première portion axiale par une extrémité libre d’une branche B1 du L et orientées de sorte que la deuxième branche B2 du L soit sensiblement perpendiculaire à l’axe de la culasse. La deuxième branche B2 du L est destinée à être repliée vers l’axe de la culasse après montage du pignon rotor PR de sorte à former une butée axiale pour le pignon rotor PR et solidariser axialement la culasse et le pignon rotor PR, comme cela est visible sur la . Dans la vue éclatée de la , les branches B1 sont repliées. Sur la , les deuxièmes branches B2 ne sont pas repliées.

De préférence, les pattes 23 sont réparties angulairement de manière régulière autour de l’axe X assurant une immobilisation axiale uniformément répartie.

La mise en œuvre des pattes 23 qui immobilisent à la fois en rotation et en translation permet de simplifier la fabrication du rotor.

En variante, les pattes servent uniquement à immobiliser axialement le pignon rotor PR par rapport à la culasse et des moyens distincts pour immobiliser en rotation la culasse et le moyeu sont prévus..

L’aimant 21 en forme de manchon est monté autour de la culasse 25 de manière ajustée, son diamètre intérieur étant sensiblement égal au diamètre extérieur de la culasse 25. Le rotor comporte des moyens pour immobiliser en translation l’aimant par rapport à la culasse et des moyens pour immobiliser en rotation l’aimant par rapport à la culasse.

Dans cet exemple l’immobilisation en translation de l’aimant est obtenue au niveau de la première extrémité 25.2 de la culasse 25 par le pignon rotor PR et des moyens de butée amagnétique au niveau de la deuxième extrémité 25.3 de la culasse 25. Les moyens de butée amagnétiques seront décrits ci-dessous.

L’aimant 21 est immobilisé en rotation par rapport à la culasse et au pignon rotor PR, afin de transmettre le mouvement de rotation de l’aimant au pignon rotor. Dans cet exemple, l’aimant 21 comporte des encoches 31 axiales dans une extrémité longitudinale qui est destinée en venir en appui contre le bord extérieur du pignon rotor PR.

Le pignon rotor PR comporte des oreilles 33 délimitées entre les encoches 29, comprenant chacune une nervure longitudinale 35 dimensionnée pour pénétrer dans une encoche axiale 31. En variante, les encoches 31 sont portées par le moyeu et les nervure 35 sont formées dans l’aimant. En outre une seule encoche et une rainure coopérant ensemble sont suffisants pour immobiliser en rotation l’aimant par rapport au moyeu et à la culasse.

La culasse 25 comporte également, à sa deuxième extrémité longitudinale 25.3, des moyens de butée axiale pour l’aimant en matériau amagnétique. Dans l’exemple représenté, les moyens de butée axiale comportent un élément annulaire 45 comprenant une collerette s’étendant au moins radialement vers l’extérieur de la culasse 25 contre laquelle l’aimant est en appui.

L’élément annulaire 45 est réalisé en matériau amagnétique, avantageusement en matériau synthétique amagnétique, tel qu’un matériau plastique amagnétique, par exemple du polyphénylène sulfure PPS, avantageusement chargé en fibre de verre, par exemple à 30% de fibre de verre. Dans un autre exemple, l’élément annulaire 45 est fabriqué polyphthalamide tel que PPA-GF30, en polyamide tel que PA66-GF30.

De préférence, l’élément annulaire 45 est surmoulé sur la deuxième extrémité 25.3 de la culasse. En variante, l’élément annulaire peut être fabriqué séparément et être reporté sur la culasse.

Sur la , on peut voir une vue en coupe longitudinale de la deuxième extrémité 25.3 de la culasse 25 munie de l’élément annulaire 45.

Sur la , l’élément annulaire 45 est réalisé par surmoulage. Lors du surmoulage une pièce est introduite dans la culasse ayant sensiblement le diamètre intérieur de la culasse. Cependant du matériau peut s’infiltrer ente la face intérieure de la culasse et la pièce et formant une couche 43 s’étendant sur une partie axiale de la face intérieure de la culasse. L’épaisseur de la couche 43 est fixée de sorte à assurer un bon maintien sur la culasse 23.

L’élément annulaire 45 forme une butée axiale pour l’aimant et limite les perturbations des capteurs de pilotage CP, et également du capteur de position angulaire. L’encombrement du rotor n’est pas augmenté par rapport aux solutions existantes, voire réduit, car l’élément annulaire présente une extension axiale au-delà de la paroi 25.4 de la culasse très faible.

Dans l’exemple représenté et de manière avantageuse, l’élément annulaire 45 est d’un seul tenant, ce qui simplifie sa fabrication. En effet lors du surmoulage, un seul point d’injection suffit. Néanmoins un élément annulaire 45 réalisé en plus parties ne sort pas du cadre de la présente invention. La fabrication par surmoulage de l’élément 45 offre en outre une réalisation de grande précision, et limite les risque de désaxage entre la culasse et l’élément annulaire 45.

En outre, l’élément surmoulé présente avantageusement une forme à section circulaire constante, ce qui limite encore les perturbations des capteurs. Un exemple d’une méthode de fabrication du rotor va maintenant être décrit.

La culasse est fabriquée par découpe ou par usinage. L’élément annulaire est surmoulé sur la deuxième extrémité 25.3 de la culasse.

L’aimant est enfilé sur la culasse 25 et est mis en appui contre l’élément annulaire 45.

Le pignon rotor PR est orienté par rapport à la culasse 25 de sorte à aligner les encoches 29 avec les pattes 23 de la culasse, le pignon rotor PR est coulissé vers la culasse 25 jusqu’à ce que les premières portions axiales des pattes 23 soient logés dans les encoches 29. Ensuite les deuxièmes branches B2 des pattes sont repliées vers l’axe, formant une butée axiale pour le pignon rotor PR.

Le rotor est prêt à recevoir le réducteur.

Lorsque l’assemblage du motoréducteur est terminé, l’élément annulaire 45 en matériau amagnétique est orienté axialement les capteurs de pilotage CP.

Il sera compris que l’immobilisation angulaire de la culasse et du pignon rotor PR l’un par rapport à l’autre peut être réalisé par d’autres moyens, par exemple lors du sertissage, les pattes repliées assurant également le blocage en rotation.

Grâce à l’invention, le motoréducteur présente une plus grande fiabilité tout en restant compact. En outre sa fabrication est simplifiée.

Par ailleurs, concernant le réducteur, l’ordre des éléments du réducteur peut être modifié. En effet, on peut prévoir que le moyeu forme un porte-satellite, qui engrène un planétaire porté par une platine porte-satellite, entrainant alors des deuxièmes satellites qui engrènent un deuxième planétaire solidaire en rotation de l’arbre de sortie. Dans cette configuration, la première platine porte-satellite 26 peut être retournée, la face amont formant la face aval.

De manière avantageuse, le capot et la couronne dentée 34 sont réalisés en un matériau plastique.

Le capot 5 est fixé sur le boîtier par exemple par des vis. Tout autre moyen de solidarisation, voire un moyen définitif, est envisageable. Lorsque les formes sont adaptées, le capot et le boîtier peuvent être vissés l’un à l’autre, un joint est alors prévu pour protéger l’intérieur du motoréducteur des agressions extérieures.

De manière avantageuse, le capot et le boîtier sont solidarisés par soudage, par exemple ultra-son rendant directement la carte étanche.

De manière très avantageuse, tout ou partie des pièces du réducteur sont en matériau plastique, par moulage et/ou par usinage. La première platine porte-satellite 26 et le deuxième planétaire 28 peuvent être réalisés d’un seul tenant par moulage. La deuxième platine porte-satellite 30 et l’arbre A peuvent également être réalisés d’un seul tenant par moulage.

De préférence les planétaires 24, 28, les satellites 27, 32 et la couronne dentée extérieure 34 sont en matériau plastique. Les axes autour desquels les satellites sont montés mobiles en rotation sont également avantageusement réalisés par moulage d’un seul tenant avec les platines porte-satellite.

De manière très avantageuse, les axes des satellites peuvent être en acier, par exemple en acier inoxydable ou en tout matériau offrant une bonne rigidité, par exemple assemblés au porte-satellite par surmoulage ou par montage serré.

Dans cette configuration, la hauteur du réducteur est sensiblement égale à celle du moteur électrique. Ainsi l’encombrement à la fois axial et transversal du motoréducteur est sensiblement réduit.

Il sera compris que le réducteur peut comporter plus au moins de trois satellites 27 et plus au moins de trois satellites 32, par exemple 1, 3, 4, 5…, le nombre d’étages étant choisi en fonction de l’équilibre cinématique souhaité et des vitesses mises en jeu.

Claims (17)

1. Motoréducteur comportant un moteur électrique sans balai, un réducteur (R) et un arbre de sortie (A) d’axe longitudinal (X), solidaire en rotation du réducteur planétaire (R), des capteurs de pilotage (CP) du moteur électrique, les capteurs de pilotage (CP) étant sensibles au champ magnétique, ledit moteur électrique (M) comportant un stator (8), un rotor (10) apte à être mis en rotation autour de l’axe longitudinal (X) par le stator (8), ledit réducteur (R) étant logé au moins en partie dans le rotor (10), dans lequel le rotor (10) comporte une culasse tubulaire (25), un pignon rotor (PR), un aimant à plusieurs paires de pôles (21) monté autour de la culasse (25) et en appui par une première extrémité longitudinale contre le pignon rotor (PR), dans lequel la culasse (25) comporte au niveau de sa deuxième extrémité (25.3) du côté des capteurs de pilotage (CP), des moyens de butée en matériau amagnétique contre lesquels l’aimant (21) est en appui par une deuxième extrémité longitudinale.
2. Motoréducteur selon la revendication 1, dans lequel les moyens de butée en matériau amagnétique comportent un élément annulaire (45) en matériau amagnétique.
3. Motoréducteur selon la revendication 2, dans lequel l’élément annulaire (45) est une pièce surmoulée sur la deuxième extrémité de la culasse (25).
4. Motoréducteur selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le matériau amagnétique est du polyphénylène sulfure, avantageusement chargé en fibres de verre.
5. Motoréducteur selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la culasse (25) comporte, au niveau de sa première extrémité longitudinale (25.2), au moins deux pattes (27) dont une extrémité libre forme une butée axiale pour le pignon rotor (PR).
6. Motoréducteur selon la revendication 5, dans lequel les pattes (27) coopèrent avec des encoches formées dans une périphérie radialement extérieure du pignon rotor (PR) et assurant une immobilisation en rotation du pignon rotor (PR) par rapport à la culasse (25).
7. Motoréducteur selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le pignon rotor (PR) comporte une périphérie radialement extérieure formant une butée axiale pour l’aimant.
8. Motoréducteur selon la revendication précédente, dans lequel l’aimant (21) comporte, au niveau de son extrémité axiale en contact avec la périphérie radialement extérieure du pignon rotor (PR), au moins une encoche coopérant avec une rainure axiale de la périphérie radialement extérieure du pignon rotor (PR).
9. Motoréducteur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le réducteur (R) est un réducteur planétaire et dans lequel le motoréducteur comporte un axe de centrage (38) s’étendant selon l’axe longitudinal (X) et traversant le stator (8), le rotor (10) et le réducteur planétaire, l’axe de centrage (38) étant monté directement dans le rotor, l’arbre de sortie et au moins un pignon du pignon rotor (PR), de sorte à assurer le guidage en rotation du rotor (10), du pignon du pignon rotor (PR), d’au moins un premier satellite (27) et de l’arbre de sortie (A), le rotor étant libre en rotation par rapport à l’axe de centrage (38)
10. Motoréducteur selon la revendication 9, dans lequel le motoréducteur comporte également un carter dans lequel sont logés le moteur électrique (M) et le réducteur planétaire (R), ledit carter comportant une première partie (4) et une seconde partie (6) coopérant l’une avec l’autre de sorte à enfermer le moteur électrique (M) et le réducteur planétaire (R), la seconde partie (6) comportant un passage traversé par l’arbre de sortie, et la première partie (4) comportant un logement (41) recevant une extrémité longitudinale (38.1) de l’axe de centrage (38) qui est immobilisé dans le logement, l’autre extrémité longitudinale de l’axe de centrage (38) étant reçue dans un logement formé dans l’arbre de sortie.
11. Motoréducteur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les capteurs de pilotage (CP) sont des capteurs à effet Hall.
12. Motoréducteur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les bobines du stator et les capteurs de pilotage sont connectées à une même carte électronique (16).
13. Distributeur fluidique rotatif comportant un carter avec au moins un orifice de sortie du fluide, un noyau apte à autoriser ou interrompre l’écoulement du fluide par l’orifice de sortie et un motoréducteur selon l’une des revendications précédentes actionnant le noyau.
14. Procédé de fabrication d’un motoréducteur selon l’une des revendications comportant :
    - la fourniture d’un stator portant des bobines et des capteurs de pilotage, des éléments du réducteur,
    - la fabrication d’un rotor comportant une culasse tubulaire, un moyeu et un aimant monté autour de la culasse, la fabrication comprenant :
    - la fabrication d’un élément tubulaire en matériau amagnétique sur une extrémité longitudinale de la culasse,
    - montage de l’aimant autour de la culasse en appui contre l’élément annulaire,
    - montage du pignon rotor sur la culasse,
    - immobilisation axiale et immobilisation en rotation de la culasse, du pignon rotor et de l’aimant les uns par rapport aux autres,
    - montage du rotor dans le stator de sorte que l’élément tubulaire soit orientée du côté des capteurs de pilotage.
15. Procédé de fabrication selon la revendication 14, comportant le surmoulage de l’élément annulaire sur l’extrémité longitudinale de la culasse.
16. Procédé de fabrication selon la revendication 14 ou 15, comportant le sertissage de la culasse sur le pignon rotor.
17. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 14 à 16, dans lequel l’immobilisation angulaire est obtenue par coopération d’encoches et de rainures réalisées dans le pignon rotor, la culasse et l’aimant.