WO2017006007A1 - Moteur electrique a porte-balais montes par l'exterieur du carter - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the field of electrical machines.
- the invention relates more particularly to an electric motor whose mounting of the brush holder is possible by the outside of its housing.
- the new engines must respond to a problem that is becoming more and more restrictive, in particular regulatory limits for pollutant emissions and increasingly severe C02 emissions.
- Document EP741438 discloses a carbon brush holder for a collector motor having a removable cap providing access to the interior of the brush holder through which the coal can be replaced.
- Such an arrangement has the disadvantage of reassembly of the cap having to compress the pressure spring while screwing it on the brush holder which can be a delicate operation.
- the invention aims to solve these disadvantages by proposing a solution that improves the life of a motor starter while reducing the cost of maintenance.
- an electric brush motor which is wrapped in a casing and comprises a brush holder, characterized in that the housing comprises a bore in which the brush holder is arranged, the holder broom being attached to the housing by the outside of said housing.
- the technical effect is that the brush holder is thus removable from the outside of the housing, it avoids an intervention inside it which would be more restrictive.
- the electric motor comprises an electric distribution ring and the brush holder comprises a brush support comprising a lateral wall intended to hold a brush, this side wall comprising electrical contact means external to said wall intended to come into contact with the brush; electric distribution ring, when the brush holder is in its mounted position.
- the lateral wall of the brush support is cylindrical and comprises an external thread
- the bore of the housing comprises a thread cooperating by screwing with the external thread of the support to fix the brush holder to the housing.
- the electrical distribution ring comprises a threaded bore intended to cooperate with the external thread of the support, this threaded bore forming with the external thread to the support means of electrical contact external to said wall intended to come into contact with the ring of electrical distribution.
- the electric motor comprises means for fixing the brush holder to the housing, the brush holder comprising a head intended to bear against the housing and the fixing means being adapted to fix the brush holder to the housing by the head.
- the electric motor comprises electrical insulation means arranged between the housing and the brush holder.
- the electrical insulation means are carried by the casing.
- the electrical insulation means are carried by the brush holder.
- the electric motor comprises is of a thermal engine starter.
- the invention also relates to a brush replacement method of an electric brush motor of the invention, characterized in that it comprises the steps of:
- FIG. 1 is a schematic representation of a preferred embodiment of a brush holder for equipping an electric brush motor according to the invention.
- FIG. 2 is a schematic front and side view of an electric brush motor of the invention.
- Figure 1 shows a preferred embodiment of a brush holder 1 for equipping an electric brush motor according to the invention.
- the electric motor may advantageously be a heat engine starter equipping including motor vehicles.
- an electric motor 20 with brushes is wrapped with a protective casing 21 which supports a stator 22.
- the stator 22 surrounds a rotor 23 that can rotate about a longitudinal axis of rotation X.
- the rotor 23 is electrically powered by means of conducting brushes, only one of which is here represented, usually regularly arranged around the rotor 23 to create an electrical connection with the rotor 23.
- the brush holder 1 comprises a brush holder 2 comprising a cylindrical lateral wall 3 delimiting a tubular hollow housing 4 intended to hold a brush 5 and hold it.
- the brushes 5 are made for example based on carbon.
- the housing 4 is closed at one end by a bottom 6.
- a pressure spring 7 is provided to ensure the mechanical contact with the rotor 23 as a function of the wear of the blade 5.
- the blade 5 is electrically connected to the support 2 by a 8.
- the brush 5 is thus held between the rotor 23 ( Figure 2) at its contact end 9, the wall 3 of the support 2 for guiding the sides, and the spring 7 at the end 10 opposite the contact end 9 of the blade 5.
- the support 2 further comprises a thread 1 1 external to the wall 3.
- the external thread 1 1 of the wall 3 is intended to cooperate by screwing inside a bore 24 arranged in the housing 21 of the electric motor 20 radially by relative to the axis of rotation X of the rotor 23 and comprising a thread.
- the brush holder 1 is fixed to the housing 21 by screwing, its assembly and disassembly being accessible from the outside of the electric motor 20, radially.
- the support 2 further comprises, on the side of the bottom 6, a drive head 12 having a recessed profile 13, for example cruciform, adapted to a corresponding screw tool.
- the drive head 12 has a bearing surface 14 intended to come into contact with the housing 21.
- An O-ring 15 may also be provided for sealing between the support 2 and the housing 21.
- each blade is thus integrated into a support to form a brush holder which is fixed to the housing of the electric motor by screwing.
- the brush holder is thus removable from the outside of the housing: the replacement of the brush holder is therefore done easily, without manipulation inside the housing of the electric motor, by unscrewing the brush holder including the worn brush and screwdriving. a new broom door with a new broom.
- the replacement of the used broom then follows the following procedure: disassembly and extraction from outside the housing 21 of the brush holder 1 whose brush 5 is to be changed,
- the disassembly and reassembly is done quickly with a tool allowing screwing and unscrewing.
- the attachment means of the brush holder 1 to the housing 21 embodied in this example by the external thread 1 1 are fastening means adapted to fix the brush holder 1 to the casing 21 by the outside of this latest.
- the electric motor further comprises an electric distribution ring 25 which receives the power supply via a main electrical connection 26, for example a metal braid, which enters the electric motor 20 through the housing 21 and which brings electrical energy from an external source to the electric motor.
- a main electrical connection 26 for example a metal braid
- This source of electrical energy can be a battery.
- the brush holder 1, once screwed into the housing 21 is in mechanical and electrical contact with the distribution ring 25.
- the side wall 3 of the support 2 comprises electrical contact means with the electrical distribution ring 25.
- These contact means are also electrically connected to the brush 5.
- These electrical contact means may be for example one or more lugs or an annular flange 28 external to the side wall 3.
- the electrical distribution ring 25 is disposed inside the housing 21 of the electric motor 20.
- the motor further comprises means 27 for electrical insulation disposed between the housing 21 and the brush holder 1, more precisely between the housing 21 and the support 2.
- the electrical insulation means 27 are carried by the housing 21.
- the insulation means may be a plastic insert, comprising the threaded bore 24 and disposed in the housing 21.
- the invention is not limited to the embodiment described in FIGS. 1 and 2.
- the insulation means can be carried by the support 2 of the brush holder 1.
- the support 2 of the brush holder 2 may be made of plastic.
- the electrical distribution ring of the electric motor comprises a threaded bore for cooperating with the thread 1 1 external to the support 2 to ensure the electrical connection of the electrical distribution ring to the support 2.
- the support is screwed first to the housing 21 and then screwed into the threaded bore of the electrical distribution ring: this threaded bore thus forms here with the thread 1 1 external to the support 2 of the electrical contact means between the brush holder and the electrical distribution ring and comes for example in replacement or in addition to the aforementioned electrical contact means.
- the bore of the housing may not be threaded.
- the brush holder may comprise a head intended to bear on the housing, with for example at least one screw passage.
- This embodiment is particularly practical when the side wall is not cylindrical and therefore the support can not be screwed directly.
- the invention allows a reduction in after-sales costs in order to have a life of the electric machine corresponding to the requirements of the mission profile with a repair after-sales, for example in a garage in the case a starter.
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Abstract
L'invention concerne un moteur électrique (20) à balais enveloppé d'un carter (21) et comprenant un porte-balai (1), caractérisé en ce que le carter (21) comporte un alésage (24) dans lequel est disposé le porte-balai (1), le porte-balai (1) étant fixé au carter (21) par l'extérieur dudit carter (21).
Description
MOTEUR ELECTRIQUE A PORTE-BALAIS MONTES PAR
L'EXTERIEUR DU CARTER.
La présente invention se rapporte au domaine des machines électriques. L'invention concerne plus particulièrement un moteur électrique dont le montage du porte-balai est possible par l'extérieur de son carter.
Les nouvelles motorisations doivent répondre à une problématique de plus en plus contraignante, notamment à des limites réglementaires d'émissions de polluants et des émissions de C02 de plus en plus sévères.
De façon à limiter la consommation de carburant et la pollution des moteurs thermiques, certains véhicules sont équipés d'une fonction d'arrêt et de redémarrage automatique du moteur thermique dite fonction « STOP & START » en anglais, encore désignée STT. Pour réaliser cette fonction STT sur un véhicule à moteur thermique, il existe principalement deux possibilités : Soit on utilise un alterno-démarreur qui est une machine réversible placée sur la courroie du moteur, soit on utilise un démarreur adapté à la fonction STT. Dans le cas où le redémarrage automatique du moteur thermique est assuré par le démarreur du véhicule, on comprend bien que le taux d'utilisation du démarreur est plus élevé ce qui pénalise sa durée de vie. En particulier, le démarreur étant une machine électrique où classiquement le rotor est alimenté électriquement via des balais réalisés, le plus souvent, à base de carbone. Ces balais s'usent et une fois consommés, il faut remplacer le démarreur, ce qui représente une dépense coûteuse pour le client.
Il existe donc un besoin pour améliorer la durée de vie du démarreur et de sorte à réduire pour le client le cout de maintenance d'un démarreur adapté à la fonction STT. On connaît du document EP741438 un porte-balai en charbon pour un moteur à collecteur possédant un capuchon amovible donnant accès à l'intérieur du porte-balai par lequel le charbon peut être remplacé. Cependant un tel agencement présente l'inconvénient au remontage du capuchon de devoir comprimer le ressort de pression tout en le vissant sur le porte-balai ce qui peut s'avérer une opération délicate.
L'invention vise à résoudre ces inconvénients en proposant une solution qui permet d'améliorer la durée de vie d'un démarreur de moteur thermique tout en réduisant le cout de maintenance. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un moteur électrique à balais enveloppé d'un carter et comprenant un porte-balai, caractérisé en ce que le carter comporte un alésage dans lequel est disposé le porte-balai, le porte-balai étant fixé au carter par l'extérieur dudit carter. L'effet technique est que le porte-balai étant ainsi amovible par l'extérieur du carter, on évite une intervention à l'intérieur de celui-ci qui serait plus contraignante.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons :
-le moteur électrique comprend un anneau de distribution électrique et le porte-balai comprend un support de balai comportant une paroi latérale destinée à maintenir un balai, cette paroi latérale comprenant des moyens de contact électriques externes à ladite paroi destinés à venir au contact de l'anneau de distribution électrique, lorsque le porte-balai est dans sa position montée.
-la paroi latérale du support de balai est cylindrique et comprend un filetage externe, et l'alésage du carter comprend un filetage coopérant par vissage avec le filetage externe du support pour fixer le porte-balai au carter.
-l'anneau de distribution électrique comprend un alésage fileté destiné à coopérer avec le filetage externe au support, cet alésage fileté formant avec le filetage externe au support des moyens de contact électriques externes à ladite paroi destinés à venir au contact de l'anneau de distribution électrique.
-le moteur électrique comprend des moyens de fixation du porte-balai au carter, le porte- balai comprenant une tête destinée à venir en appui sur le carter et les moyens de fixation étant adaptés à fixer le porte-balai au carter par la tête.
-le moteur électrique comprend des moyens d'isolation électrique disposés entre le carter et le porte-balai.
-les moyens d'isolation électrique sont portés par le carter.
- les moyens d'isolation électrique sont portés par le porte-balai. -le moteur électrique comprend est d'un démarreur de moteur thermique.
L'invention a aussi pour objet un procédé de remplacement de balai d'un moteur électrique à balais de l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
-démontage et extraction par l'extérieur du carter du porte-balai dont le balai est à changer,
Puis :
-remplacement du balai à changer par un balai neuf dans le porte-balai existant et remontage et fixation par l'extérieur du carter du porte-balai existant avec son balai neuf, ou :
-montage et fixation par l'extérieur du carter d'un nouveau porte-balai avec un balai neuf.
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles :
- La figure 1 est une représentation schématique d'un mode de réalisation préféré d'un porte-balai destiné à équiper un moteur électrique à balais conforme à l'invention.
- La figure 2 est une représentation schématique de face et de profil d'un moteur électrique à balais de l'invention.
La figure 1 présente un mode de réalisation préféré d'un porte-balai 1 destiné à équiper un moteur électrique à balais conforme à l'invention. Le moteur électrique peut avantageusement être un démarreur de moteur thermique équipant notamment les véhicules automobiles.
Comme illustré aussi en figure 2, un moteur électrique 20 à balais est enveloppé d'un carter 21 de protection qui supporte un stator 22. Le stator 22 entoure un rotor 23 pouvant tourner autour d'un axe de rotation longitudinal X. Le rotor 23 est alimenté électriquement par l'intermédiaire de balais 5 conducteur, dont un seul est ici représenté, usuellement
régulièrement disposés autour du rotor 23 permettant de créer une connexion électrique avec le rotor 23.
En revenant à la figure 1 , le porte-balai 1 comporte un support 2 de balai comprenant une paroi 3 latérale cylindrique délimitant un logement 4 creux tubulaire destiné à accueillir e maintenir un balai 5 conducteur. Les balais 5 sont réalisés par exemple à base de carbone.
Le logement 4 est fermé à une extrémité par un fond 6. Un ressort 7 de pression est prévu pour assurer le contact mécanique avec le rotor 23 en fonction de l'usure du balai 5. Le balai 5 est relié électriquement au support 2 par une tresse 8. Le balai 5 est donc tenu entre le rotor 23 (figure 2) à son extrémité de contact 9, la paroi 3 du support 2 pour le guidage sur les côtés, et le ressort 7 à l'extrémité 10 opposée à l'extrémité 9 de contact du balai 5.
Le support 2 comprend encore un filetage 1 1 externe à la paroi 3. Le filetage 1 1 externe de la paroi 3 est destiné à coopérer par vissage à l'intérieur d'un alésage 24 aménagé dans le carter 21 du moteur 20 électrique radialement par rapport à l'axe de rotation X du rotor 23 et comprenant un filetage. Ainsi le porte-balai 1 est fixé au carter 21 par vissage, son montage et démontage étant accessible à partir de l'extérieur du moteur 20 électrique, radialement.
Le support 2 comprend encore, du côté du fond 6, une tête 12 d'entraînement présentant un profil 13 en creux, par exemple cruciforme, adapté à un outil de vissage correspondant. La tête 12 d'entraînement présente une surface 14 d'appui destinée à venir au contact du carter 21 . Un joint torique 15 peut également être prévu pour réaliser l'étanchéité entre le support 2 et le carter 21 .
Dans ce mode de réalisation, chaque balai est ainsi intégré à un support pour former un porte-balai qui se fixe au carter du moteur électrique par vissage. Le porte-balai est ainsi amovible par l'extérieur du carter : le remplacement du porte-balai se fait donc facilement, sans manipulation à l'intérieur du carter du moteur électrique, par dévissage du porte- balai comprenant le balai usé et vissage d'un nouveau porte balai avec un balai neuf. Il est toutefois possible de prévoir un balai amovible de sorte à pouvoir conserver le support du porte-balai et de remplacer aisément le balai usé.
Le remplacement du balai usé suit alors la procédure suivante :
-démontage et extraction par l'extérieur du carter 21 du porte-balai 1 dont le balai 5 est à changer,
Puis, si l'on prévoit de récupérer le porte-balai 1 :
-remplacement du balai 5 à changer par un balai neuf dans le porte-balai existant et remontage et fixation par l'extérieur du carter 21 du porte-balai 1 existant avec son balai neuf,
Ou, si l'on ne prévoit pas de récupérer le porte-balai :
-montage et fixation par l'extérieur du carter 21 d'un nouveau porte-balai avec un balai neuf.
L'opération de démontage et de remontage se fait rapidement avec un outil permettant le vissage et le dévissage électrique.
Dans ce mode de réalisation, les moyens de fixation du porte-balai 1 au carter 21 matérialisés dans cet exemple par le filetage 1 1 externe sont des moyens de fixation adaptés à fixer le porte-balai 1 au carter 21 par l'extérieur de ce dernier.
En référence à la figure 2 le moteur 20 électrique comprend encore un anneau 25 de distribution électrique qui reçoit l'alimentation électrique par une liaison électrique principale 26, par exemple une tresse métallique, qui entre dans le moteur 20 électrique par le carter 21 et qui apporte l'énergie électrique d'une source extérieure au moteur 20 électrique. Cette source d'énergie électrique peut être une batterie. Le porte-balai 1 , une fois vissé dans le carter 21 est en contact mécanique et électrique avec l'anneau 25 de distribution.
Comme illustré à la figure 2, il est prévu à cet effet que la paroi 3 latérale du support 2 comprenne des moyens de contact électriques avec l'anneau 25 de distribution électrique. Ces moyens de contact sont également reliés électriquement au balai 5. Ces moyens de contact électriques peuvent être par exemple un ou plusieurs ergots ou une collerette 28 annulaire externe à la paroi 3 latérale. Ainsi, une fois le porte-balai 1 monté en place dans le carter 21 , la collerette 28 est en contact mécanique et électrique avec l'anneau 25 de distribution ce qui permet la transmission du courant d'alimentation vers le balai 5.
L'anneau 25 de distribution électrique est disposé à l'intérieur du carter 21 du moteur 20 électrique. Pour une machine à courant continu, il faut compter deux anneaux de distribution électrique : un pour la polarité positive et un pour la polarité négative.
Le moteur comprend encore des moyens 27 d'isolation électrique disposés entre le carter 21 et le porte-balai 1 , plus précisément entre le carter 21 et le support 2. Dans ce mode de réalisation, les moyens 27 d'isolation électrique sont portés par le carter 21 . Les moyens d'isolation peuvent être un insert en matière plastique, comprenant l'alésage 24 fileté et disposé dans le carter 21 .
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit aux figures 1 et 2.
Dans une variante non représentée, les moyens d'isolation peuvent être portés par le support 2 de porte-balai 1 . Dans cette variante, le support 2 de porte-balai 2 peut être en matière plastique.
Dans une autre variante non représentée, l'anneau de distribution électrique du moteur électrique comprend un alésage fileté destiné à coopérer avec le filetage 1 1 externe au support 2 pour assurer la connexion électrique de l'anneau de distribution électrique vers le support 2. Dans cette variante, le support se visse d'abord au carter 21 puis vient se visser dans l'alésage fileté de l'anneau de distribution électrique : cet alésage fileté forme donc ici avec le filetage 1 1 externe au support 2 des moyens de contact électrique entre le porte-balai et l'anneau de distribution électrique et vient par exemple en remplacement ou en plus des moyens de contact électrique précités.
Dans une autre variante non représentée, l'alésage du carter peut ne pas être fileté. Dans ce cas il faut prévoir d'autres moyens de fixation adaptés à fixer le porte-balai au carter. Ainsi le porte-balai peut comprendre une tête destinée à venir en appui sur le carter, avec par exemple au moins un passage de vis. Une fois le porte-balai disposé dans l'alésage du carter prévu, le porte-balai est fixé au carter par l'extérieur du carter par au moins une vis traversant son passage aménagés dans la tête et se vissant dans le carter par un taraudage prévu à cet effet. Ici les moyens de fixation sont adaptés à fixer le porte-balai au carter par la tête du porte-balai.
Ce mode de réalisation est notamment pratique lorsque la paroi latérale n'est pas cylindrique et que donc le support ne peut être vissé directement.
L'invention permet une réduction des coûts en après-vente dans l'objectif d'avoir une durée de vie de la machine électrique correspondant aux exigences du profil de mission moyennant une réparation en après-vente, par exemple dans un garage dans le cas d'un démarreur.
Claims
1. Moteur électrique (20) à balais enveloppé d'un carter (21 ) et comprenant un porte- balai (1 ), caractérisé en ce que le carter (21 ) comporte un alésage (24) dans lequel est disposé le porte-balai (1 ), le porte-balai (1 ) étant fixé au carter (21 ) par l'extérieur dudit carter (21 ).
2. Moteur électrique (20) selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend un anneau (25) de distribution électrique et en ce que le porte-balai (1 ) comprend un support (2) de balai comportant une paroi (3) latérale destinée à maintenir un balai (5), cette paroi (3) latérale comprenant des moyens de contact électriques externes à ladite paroi (3) destinés à venir au contact de l'anneau (25) de distribution électrique.
3. Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi (3) latérale du support (2) de balai (5) est cylindrique et comprend un filetage (1 1 ) externe, et en ce que l'alésage (24) du carter (21 ) comprend un filetage coopérant par vissage avec le filetage (1 1 ) externe du support (2) pour fixer le porte-balai (1 ) au carter (21 ).
4. Moteur électrique (20) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'anneau (25) de distribution électrique comprend un alésage fileté destiné à coopérer avec le filetage (1 1 ) externe au support (2), cet alésage fileté formant avec le filetage (1 1 ) externe au support (2) des moyens de contact électriques externes à ladite paroi (3) destinés à venir au contact de l'anneau (25) de distribution électrique.
5. Moteur électrique (20) selon l'une quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fixation du porte-balai (1 ) au carter (21 ), le porte-balai (1 ) comprenant une tête destinée à venir en appui sur le carter (21 ) et les moyens de fixation étant adaptés à fixer le porte-balai (1 ) au carter (21 ) par la tête.
6. Moteur électrique (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'isolation électrique disposés entre le carter (21 ) et le porte-balai (1 ).
7. Moteur électrique (20) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (27) d'isolation électrique sont portés par le carter (21 ).
8. Moteur électrique (20) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'isolation électrique sont portés par le porte-balai (1 ).
9. Moteur électrique (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en qu'il s'agit d'un démarreur de moteur thermique.
10. Procédé de remplacement de balai (5) d'un moteur électrique à balais selon l'une quelconque des revendications précédente, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
-démontage et extraction par l'extérieur du carter (21 ) du porte-balai (1 ) dont le balai (3) est à changer,
Puis
-remplacement du balai à changer par un balai neuf dans le porte-balai existant et remontage et fixation par l'extérieur du carter (21 ) du porte-balai existant avec son balai neuf,
ou :
-montage et fixation par l'extérieur du carter (21 ) d'un nouveau porte-balai avec un balai neuf.
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2016
- 2016-06-21 WO PCT/FR2016/051509 patent/WO2017006007A1/fr active Application Filing
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