FR3122294A3 - Moteur électrique, transmission et engin roulant comprenant un tel moteur électrique - Google Patents

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Abstract

Moteur (1) électrique comprenant un stator (2), un rotor (3), un arbre (4) de rotation entraîné par le rotor (3), un ventilateur (5) solidaire en rotation dudit arbre (4), un roulement (6) à billes monté sur l’arbre (4) et une enveloppe (7) ajourée à l’intérieur de laquelle sont disposés au moins partiellement le rotor (3), le stator (2), l’arbre (4) de rotation, le ventilateur (5) et le roulement (6) à billes, ledit roulement (6) à billes comprenant une bague extérieure (9) montée fixe en rotation à l’intérieur de ladite enveloppe (7), coaxiale avec une bague intérieure (10) montée solidaire en rotation de l’arbre (4) de rotation. Le moteur (1) comprend un disque déflecteur (14) monté, sur l’arbre (4) de rotation, entre le rotor (3) et le roulement (8) à billes, à écartement de la bague extérieure (9) du roulement (6), ce disque déflecteur (14) solidaire en rotation de l’arbre (4) de rotation présentant un diamètre extérieur au moins égal au diamètre intérieur de la bague extérieure (9) du roulement (6). Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Moteur électrique, transmission et engin roulant comprenant un tel moteur électrique
La présente invention concerne un moteur électrique ainsi qu’une transmission et un engin roulant comprenant un tel moteur électrique.
Elle concerne en particulier un moteur électrique comprenant un stator et un rotor montés coaxialement l’un par rapport à l’autre, un arbre de rotation entraîné par le rotor, un ventilateur coaxial à l'arbre de rotation et solidaire en rotation dudit arbre de rotation, au moins un roulement à billes monté sur l’arbre de rotation et une enveloppe ajourée à l’intérieur de laquelle sont disposés le rotor, le stator, le ventilateur et le roulement à billes, ledit roulement à billes comprenant une bague extérieure et une bague intérieure coaxiales et deux flasques délimitant entre eux une chambre contenant un lubrifiant et logeant les billes du roulement, la bague intérieure étant montée solidaire en rotation de l’arbre de rotation, la bague extérieure du roulement étant montée fixe à l’intérieur de ladite enveloppe.
Un tel moteur électrique est bien connu à ceux versés dans cet art. Un tel moteur peut fonctionner avec un risque de surchauffe réduit du fait de la présence d’un ventilateur. Ce ventilateur permet la génération d’un flux d’air apte à circuler à l’intérieur de l’enveloppe ajourée, c’est-à-dire munie d’ouvertures de circulation d’air. Il en résulte un fonctionnement amélioré et une maintenance réduite. Toutefois, un tel moteur électrique peut être amené à fonctionner dans un environnement poussiéreux. Il existe alors un risque que les poussières de l’environnement pénètrent à l’intérieur de l’enveloppe du moteur. On est donc à la recherche de solutions permettant de prévenir les pannes pouvant survenir suite à cette introduction de poussières à l’intérieur du moteur sans nuire à la compacité et à la simplicité du moteur ou à sa facilité de maintenance.
Un but de l’invention est de proposer un moteur électrique dont la conception permet de limiter les risques de panne en particulier lors d’une évolution du moteur électrique dans un environnement poussiéreux.
A cet effet, l’invention a pour objet un moteur électrique comprenant un stator et un rotor montés coaxialement l’un par rapport à l’autre, un arbre de rotation entraîné par le rotor, un ventilateur coaxial à l'arbre de rotation et solidaire en rotation dudit arbre de rotation, au moins un roulement à billes monté sur l’arbre de rotation et une enveloppe ajourée à l’intérieur de laquelle sont disposés au moins partiellement le rotor, le stator, l’arbre de rotation, le ventilateur et le roulement à billes, ledit roulement à billes comprenant une bague extérieure et une bague intérieure coaxiales et deux flasques délimitant entre eux une chambre contenant un lubrifiant et logeant les billes du roulement, la bague intérieure étant montée solidaire en rotation de l’arbre de rotation, la bague extérieure du roulement étant montée fixe en rotation à l’intérieur de ladite enveloppe, caractérisé en ce que le moteur comprend un disque déflecteur monté, sur l’arbre de rotation, entre le rotor et le roulement à billes, à écartement au moins de la bague extérieure du roulement à billes, ce disque déflecteur solidaire en rotation de l’arbre de rotation présentant un diamètre extérieur au moins égal au diamètre intérieur de la bague extérieure du roulement, ce diamètre intérieur de la bague extérieure du roulement étant pris au niveau du flasque du roulement à billes le plus proche du disque déflecteur.
La présence d’un disque déflecteur de dimension choisie en fonction de celle de la bague extérieure du roulement permet de limiter les risques d’un endommagement prématuré du roulement à billes.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le moteur comprend une rondelle entretoise logée entre le roulement à billes et le disque déflecteur pour le maintien à écartement du disque déflecteur au moins de la bague extérieure du roulement. Cette conception se caractérise par sa simplicité. Cette disposition permet d’éviter un endommagement prématuré de la bague extérieure du roulement par frottement contre le disque déflecteur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le ventilateur comprend une pluralité d’ailettes de brassage d’air dites radiales montées à disposition rayonnante sur un support commun solidaire en rotation de l’arbre de rotation.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le rotor est disposé entre le ventilateur et le roulement à billes. Grâce à cette conception, la fonction de déflecteur du disque déflecteur est optimisée.
L’invention a encore pour objet une transmission comprenant au moins un moteur électrique et un dispositif d’entraînement, ledit moteur électrique comprenant un stator et un rotor montés coaxialement l’un par rapport à l’autre, un arbre de rotation entraîné par le rotor, un ventilateur coaxial à l'arbre de rotation et solidaire en rotation dudit arbre de rotation, au moins un roulement à billes monté sur l’arbre de rotation et une enveloppe ajourée à l’intérieur de laquelle sont disposés au moins partiellement le rotor, le stator, l’arbre de rotation, le ventilateur et le roulement à billes, ledit roulement à billes comprenant une bague extérieure et une bague intérieure coaxiales et deux flasques délimitant entre eux une chambre contenant un lubrifiant et logeant les billes du roulement, la bague intérieure étant montée solidaire en rotation de l’arbre de rotation, la bague extérieure du roulement étant montée fixe à l’intérieur de ladite enveloppe, caractérisé en ce que le moteur électrique est conforme à celui décrit ci-dessus, en ce que le dispositif d’entraînement est un dispositif d’entraînement avec lequel l’arbre de rotation du moteur est apte à venir en prise pour une transmission du mouvement de rotation de l’arbre de rotation audit dispositif d’entraînement et en ce que le moteur électrique et au moins une partie du dispositif d’entraînement sont logés au moins partiellement à l’intérieur d’un boîtier formant le boîtier de la transmission.
L’invention a encore pour objet un engin roulant, tel qu'une tondeuse à gazon, ledit engin roulant comprenant au moins un moteur électrique, caractérisé en ce que le moteur électrique est conforme à celui décrit ci-dessus.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
représente une vue en perspective d’un engin roulant, en particulier d’une tondeuse à gazon, équipé d’un moteur électrique conforme à l’invention,
représente une vue partielle en coupe d’un moteur électrique logé à l’intérieur d’un boîtier d’une transmission,
représente une vue de détail du roulement de la ,
représente une vue partielle d’un moteur en position éclatée des éléments tournants ou en rotation dudit moteur,
représente une vue partielle en perspective d’une transmission à l’état au moins partiellement ouvert du boîtier de ladite transmission,
représente une vue partielle en perspective d’une transmission.
Comme mentionné ci-dessus, l’invention a pour objet un moteur 1 électrique dont les applications peuvent être diverses et variées.
Les figures illustrent l’exemple d’un moteur 1 électrique utilisé pour l’entraînement en rotation des roues d’un engin 23 roulant, se présentant ici sous forme d’une tondeuse à gazon, mais le moteur 1 électrique peut être utilisé pour tout autre type d’engin roulant sans sortir du cadre de l’invention.
Ce moteur 1 électrique comprend, de manière en soi connue, un stator 2 et un rotor 3 coaxiaux, c’est-à-dire montés coaxialement l’un par rapport à l’autre. Ainsi, le rotor 3 est un rotor 3 tournant autour d’un axe de rotation et le stator 2, est disposé autour du rotor 3 pour s’étendre de manière coaxiale par rapport à l’axe de rotation du rotor 3.
Le rotor 3 et le stator 2 ne seront pas décrits plus en détail ci-après, car ils peuvent être formés par un rotor et un stator du commerce.
Dans l’exemple représenté, le rotor 3 comprend un empilement de tôles traversé par un arbre 4 de rotation. En effet, le moteur 1 électrique comprend encore un arbre 4 de rotation entraîné par le rotor 3 et monté solidaire en rotation du rotor 3. L’axe de rotation de cet arbre 4 de rotation et l’axe de rotation du rotor 3 sont confondus.
Le moteur 1 électrique comprend encore un ventilateur 5 coaxial à l’arbre 4 de rotation du moteur 1 électrique. Ce ventilateur 5 est solidaire en rotation de l’arbre 4 de rotation. Ce ventilateur 5 est porté par l'arbre 4 de rotation du moteur 1 électrique.
Dans l’exemple représenté, ce ventilateur 5 comprend une pluralité d’ailettes 16 de brassage d’air dites radiales, montées à disposition rayonnante sur un support 17 commun solidaire en rotation de l’arbre 4 de rotation. Ce support 17 commun peut se présenter sous forme d'une platine évidée centralement pour pouvoir être traversée par l'arbre 4 de rotation qui porte le ventilateur. Le montage solidaire en rotation peut être obtenu par des formes complémentaires telles que des rainures et des cannelures ou par collage.
Le moteur 1 électrique comprend encore un roulement 6 à billes et une enveloppe 7 ajourée à l’intérieur de laquelle sont disposés au moins partiellement le rotor 3, le stator 2, l’arbre 4 de rotation, le ventilateur 5 et le roulement 6 à billes.
Les ajours 8 de l’enveloppe 7 sont formés par des ouvertures traversantes ménagées dans ladite enveloppe 7. Cette enveloppe 7 est généralement une enveloppe rigide. Cette enveloppe 7 peut être réalisée en métal, en matériau composite, en matière de synthèse ou autre. Cette enveloppe 7 peut être de forme générale cylindrique.
L’enveloppe 7 est, dans l’exemple représenté, munie de deux orifices traversants en regard, ménagés sur deux parois opposées de l’enveloppe, pour permettre à l’arbre 4 de rotation de faire, à chacune de ses extrémités, saillie de ladite enveloppe 7. Les orifices traversants sont ici ménagés sur les faces d'extrémité partiellement fermées du cylindre.
Dans l’exemple représenté, les autres éléments, à savoir le rotor 3, le stator 2, le ventilateur 5 et le roulement 6 à billes sont logés entièrement à l’intérieur de l’enveloppe 2.
Le rotor 3 s’étend à l’intérieur de l’enveloppe 7 entre le roulement 6 à billes et le ventilateur 5, de sorte que le flux d’air généré par le ventilateur peut circuler le long du rotor, en direction du roulement 6 à billes pour refroidir ledit rotor.
Ce roulement 6 à billes, monté sur l’arbre 4 de rotation, comprend une bague extérieure 9 et une bague intérieure 10 coaxiales et deux flasques 11 délimitant entre eux une chambre 12 à l’intérieur de laquelle les billes 13 du roulement sont disposées. Cette chambre 12 contient un lubrifiant tel que de la graisse.
La bague intérieure 10 est montée solidaire en rotation de l’arbre 4 de rotation. La bague extérieure 9 du roulement 6 est montée fixe à l’intérieur de l’enveloppe 7.
Ce montage fixe en rotation de la bague extérieure 9 du roulement 6 à l’intérieur de l’enveloppe 7 est obtenu par contact d’appui de la bague extérieure 9 avec ladite enveloppe 7.
Pour éviter un endommagement trop rapide du roulement 6 à billes au contact de ce flux d’air qui peut contenir des poussières, le moteur 1 électrique comprend un disque déflecteur 14 monté sur l’arbre 4 de rotation entre le rotor 3 et le roulement 6 à billes. Ainsi, le moteur 1 électrique comprend, depuis le ventilateur 5 en direction du roulement 6 à billes, au moins le rotor 3 et le disque déflecteur 14.
Ce disque déflecteur 14 est disposé à écartement au moins de la bague extérieure 9 du roulement 6 à billes. Généralement, l’intervalle séparant le disque déflecteur 14 de la bague extérieure 9 est compris entre 0,1mm et 2 mm.
Ce disque déflecteur 14 solidaire en rotation de l’arbre 4 de rotation présente un diamètre extérieur au moins égal au diamètre intérieur Di de la bague extérieure 9 du roulement 6. Ce diamètre intérieur Di de la bague extérieure 9 du roulement 6 est pris au niveau du flasque 11 du roulement 6 à billes le plus proche du disque déflecteur 14.
Le détail de ce rapport dimensionnel entre le disque déflecteur et la bague extérieure du roulement est illustré à la figure 3.
Le disque déflecteur 14 est, pour son montage sur l’arbre 4 de rotation, évidé centralement.
Une rondelle entretoise 15, traversée par l’arbre 4 de rotation et portée par ledit arbre 4 de rotation, est logée entre le roulement 6 à billes et le disque déflecteur 14. Cette rondelle entretoise 15 permet le maintien à écartement du disque déflecteur 14 au moins de la bague extérieure 9 du roulement 6.
L’arbre 4 de rotation porte, dans l’exemple représenté, le pignon d’un dispositif 21 d’entraînement qui peut affecter un grand nombre de formes. Indépendamment du mode de réalisation du dispositif 21 d’entraînement, le mouvement de rotation de l’arbre 4 de rotation est transmis au dispositif 21 d’entraînement.
Ce dispositif 21 d’entraînement permet ici l’entraînement en rotation d’au moins une partie des roues de la tondeuse à gazon. Ce dispositif 21 d’entraînement peut comprendre, disposé entre l’arbre 4 de rotation du moteur 1 électrique et l’arbre d’entraînement des roues de l’engin, au moins un engrenage, un mécanisme d’embrayage, une roue dentée, l’arbre de sortie formant l’arbre d’entraînement des roues de l’engin 23 roulant venant en prise avec ladite roue dentée.
Une conception détaillée d’un tel dispositif d’entraînement est par exemple décrite dans le brevet FR 3 036 450, mais ne constitue en soi qu’un exemple de réalisation.
Un tel dispositif d’entraînement et au moins une partie du moteur électrique peuvent être logés à l’intérieur d’un boîtier 22. Ce boîtier 22 forme ainsi le boîtier de la transmission 20, comme illustré aux figures 5 et 6.
Grâce à la présence du disque déflecteur 14, lorsque le rotor tourne et entraîne en rotation le ventilateur 5, le flux d’air généré par le ventilateur est dévié par le disque déflecteur 14, qui empêche que ce flux d’air parvienne directement au roulement 6, de sorte que lorsque ce flux d’air est chargé en poussière, le roulement 6 peut être au moins partiellement préservé.

Claims (6)

  1. Moteur (1) électrique comprenant un stator (2) et un rotor (3) montés coaxialement l’un par rapport à l’autre, un arbre (4) de rotation entraîné par le rotor (3), un ventilateur (5) coaxial à l'arbre (4) de rotation et solidaire en rotation dudit arbre (4) de rotation, au moins un roulement (6) à billes monté sur l’arbre (4) de rotation et une enveloppe (7) ajourée à l’intérieur de laquelle sont disposés au moins partiellement le rotor (3), le stator (2), l’arbre (4) de rotation, le ventilateur (5) et le roulement (6) à billes, ledit roulement (6) à billes comprenant une bague extérieure (9) et une bague intérieure (10) coaxiales et deux flasques (11) délimitant entre eux une chambre (12) contenant un lubrifiant et logeant les billes (13) du roulement (6), la bague intérieure (10) étant montée solidaire en rotation de l’arbre (4) de rotation, la bague extérieure (9) du roulement (6) étant montée fixe en rotation à l’intérieur de ladite enveloppe (7), caractérisé en ce que le moteur (1) comprend un disque déflecteur (14) monté, sur l’arbre (4) de rotation, entre le rotor (3) et le roulement (8) à billes, à écartement au moins de la bague extérieure (9) du roulement (6) à billes, ce disque déflecteur (14) solidaire en rotation de l’arbre (4) de rotation présentant un diamètre extérieur au moins égal au diamètre intérieur (Di) de la bague extérieure (9) du roulement (6), ce diamètre intérieur (Di) de la bague extérieure (9) du roulement (6) étant pris au niveau du flasque (11) du roulement (6) à billes le plus proche du disque déflecteur (14).
  2. Moteur (1) électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend une rondelle entretoise (15) logée entre le roulement (6) à billes et le disque déflecteur (14) pour le maintien à écartement du disque déflecteur (14) au moins de la bague extérieure (9) du roulement (6).
  3. Moteur (1) électrique selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le ventilateur (5) comprend une pluralité d’ailettes (16) de brassage d’air dites radiales montées à disposition rayonnante sur un support (17) commun solidaire en rotation de l’arbre (4) de rotation.
  4. Moteur (1) électrique selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le rotor (3) est disposé entre le ventilateur (5) et le roulement (6) à billes.
  5. Transmission (20) comprenant au moins un moteur (1) électrique et un dispositif (21) d’entraînement, ledit moteur (1) électrique comprenant un stator (2) et un rotor (3) montés coaxialement l’un par rapport à l’autre, un arbre (4) de rotation entraîné par le rotor (3), un ventilateur (5) coaxial à l'arbre (4) de rotation et solidaire en rotation dudit arbre (4) de rotation, au moins un roulement (6) à billes monté sur l’arbre (4) de rotation et une enveloppe (7) ajourée à l’intérieur de laquelle sont disposés au moins partiellement le rotor (3), le stator (2), l’arbre (4) de rotation, le ventilateur (5) et le roulement (6) à billes, ledit roulement (6) à billes comprenant une bague extérieure (9) et une bague intérieure (10) coaxiales et deux flasques (11) délimitant entre eux une chambre (12) contenant un lubrifiant et logeant les billes (13) du roulement (6), la bague intérieure (10) étant montée solidaire en rotation de l’arbre (4) de rotation, la bague extérieure (9) du roulement (6) étant montée fixe à l’intérieur de ladite enveloppe (7), caractérisé en ce que le moteur (1) électrique est conforme à l’une des revendications 1 à 4, en ce que le dispositif (21) d’entraînement est un dispositif d’entraînement avec lequel l’arbre (4) de rotation du moteur (1) est apte à venir en prise pour une transmission du mouvement de rotation de l’arbre (4) de rotation audit dispositif (21) d’entraînement et en ce que le moteur (1) électrique et au moins une partie du dispositif (21) d’entraînement sont logés au moins partiellement à l’intérieur d’un boîtier (22) formant le boîtier de la transmission (20).
  6. Engin (23) roulant, tel qu'une tondeuse à gazon, ledit engin (23) roulant comprenant au moins un moteur (1) électrique, caractérisé en ce que le moteur (1) électrique est conforme à l’une des revendications 1 à 4.
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