Brevet FR2122458A1 — publié le 19720901

L'invention est relative à un moteur électrique, plus particulièrement un moteur de faible puissance qui est fixé à une plaque disposée perpendiculairement à l'axe du moteur. L'invention présente une importance particulière pour les petits ventilateurs 5 munis d'un moteur à rotor extérieur portant les palettes du ventilateur et tels qu'ils sont utilisés pour la ventilation ou l'évacuation de la chaleur des appareils.électriques, par exemple les appareils de la technique des communications. A cette fin on connaît déjà de nombreuses formes de réalisation pour de tels venti-10 lateurs. L'invention vise à obtenir des avantages spéciaux sans dépense supplémentaire sensible, et ce, du fait d'une construction nouvelle de très petits moteurs d'entraînement, plus particulièrement en ce qui concerne une exécution particulièrement économique, une 15 construction simple et un montage pouvant s'effectuer dans de bonnes conditions de ces moteurs. A cette fin, lorsqu'il s'agit d'un moteur électrique du type mentionné plus haut, on fixe à cette plaque, au moyen d'une vis de fixation prévue coaxialement à l'arbre du moteur, un tube de palier 20 entourant les paliers du moteur et coaxial à l'axe du moteur, le filetage de la vis présentant un diamètre qui est supérieur à celui de l'arbre du moteur. De ce fait, on obtient un montage facile même lorsqu'il s'agit de moteurs électriques extrêmement petits. L'invention est plus particulièrement importante pour les moteurs 25 les plus petits d'une puissance de sortie inférieure à 50 Watts. Lorsqu'un tel moteur est muni d'un rotor portant les palettes du ventilateur et qui est disposé à l'intérieur d'un boîtier en forme de cadre et est porté par des rayons, il est avantageux lorsque, conformément à l'invention, la plaque en forme de flasque est tra-30 versée par une vis centrale, coaxiale, engageant un filetage prévu dans le tube et qui, lorsqu'elle est serrée, presse ce tube contre la plaque, tandis qu'à l'autre côté, la tête de la vis de fixation est pressée contre la dite plaque. Avantageusement, le boîtier du ventilateur est réalisé au 55 moins partiellement en matière synthétique et, dans la partie centrale, est noyée une plaque à résistance mécanique élevée, par exemple en acier, et munie d'une ouverture pour la vis. Un autre développement de l'invention prévoit quole tube, entourant les paliers, est muni, à son extrémité orientée vers le COPY 72 01408 2 2122458 plaque, d'un filetage intérieur adapté au filetage de la vis, tandis que le diamètre intérieur du filetage est identique ou supérieur au diamètre extérieur du palier. De ce fait, il est possible que les paliers, servant à la disposition de l'axe du rotor, 5 soient insérés des deux côtés de l'extérieur dans le tube lors du montage du ventilateur. Un autre développement de l'invention prévoit également que le tube, entourant les paliers, soit réalisé ou soit calculé de manière que son diamètre intérieur et, de préférence, également 10 son diamètre extérieur présentent une grandeur constante sur toute la longueur du tube avant l'exécution du filetage intérieur. En outre, au moins dans la zone portant le filetage intérieur, ce tube est relié, à l'extérieur, à un deuxième tube similaire, de préférence tout aussi simple et lisse, du fait que le deuxième 15 tube extérieur entoure le tube intérieur avec un faible ajustement pressé. De plus, la face frontale du tube intérieur s'éteild au-delà de la face frontale, s'appliquant contre le flasque, du tube extérieur en centrant ainsi le moteur dans le sens axial sans s'appliquer contre l'ouverture de la plaque et dont le dia-20 mètre n'est que légèrement plus grand que celui de ce tube. Ces mesures supplémentaires, conformes à l'invention, permettent une exécution très rationnelle du système des paliers tout en obtenant une forme et une résistance avantageuses, ainsi qu'il ressortira plus loin lors de la description d'une forme d'exécu-25 tion. Afin de pouvoir réduire la longueur axiale de la disposition du moteur, la tige de la vis est munie d'un renfoncement disposé axialement et dans lequel s'étend l'extrémité de l'arbre du rotor. Dans ce renfoncement est fixée une plaque en une matière synthé-30 tique présentant des propriétés de roulement et qui limite à un côté le jeu axial de l'arbre du rotor. On obtient de meilleures propriétés de roulement lorsqu'au fond du renfoncement on dispose un disque poreux imprégné d'un lubrifiant et sur lequel on place une pièce en matière synthétique 35 à propriété de roulement et sur laquelle s'applique l'arbre arrondi du rotor. Dans certains cas il est souhaitable que le palier soit étan-che à l'huile par rapport à l'extérieur. Conformément à un développement de l'invention, ceci peut être obtenu du fait que la face 72 01408 3 2122453 inférieure de la tête de la vis est munie d'un bourrelet à angle saillant et qui, en coopération avec la rondelle associée et à 1' état serré de la vis, donne 1'étanchéité nécessaire par rapport à l'extérieur, au filetage de la vis ou au système des paliers. 5 Dans une forme d'exécution préférée, la face intérieure de la plaque réalisée sous la forme d'un flasque en forme d'assiette, porte un nez qui s'étend dans une découpe du tube extérieur et qui agit comme sécurité contre toute rotation du stator lorsque la vis est vissée. 10 Une obturation étanche à l'huile par rapport à l'extérieur du palier peut également être obtenue du fait que lors de l'assemblage d'un moteur électrique conforme à l'invention, le filetage de la vis est humecté d'un moyen d'étanchéité liquide, de préférence durcissable de manière anaérobique (par exemple, connu sous la 15 dénomination commerciale "Loctite") avant que la vis ne soit vissée. De ce fait on obtient une étanchéité pratiquement absolue même lorsqu'il s'agit d'huile au silicone, et en même temps, la vis est garantie contre toute secousse. Plusieurs formes d'exécution, données à titre d'exemple non 20 limitatif, sont représentées aux dessins annexés pù les pièces identiques portent les mêmes repères à toutes les figures et dans lesquels : La fig. 1 représente une vue frontale d'un moteur à rotor extérieur, réalisé sous la forme d'un ventilateur. 25 La fig. 2 est une vue latérale du ventilateur de la fig. 1 conforme à l'invention. La fig. 3 est, à plus grande échelle et partiellement en coupe, le ventilateur représenté aux figs. 1 et 2. La fig. 4 est, à plus grande échelle, un détail de construc- 30 tion. La fig. 5 est une coupe longitudinale d'une autre forme d' exécution du ventilateur conforme à l'invention, muni d'un rotor intérieur. La fig. 6 est une autre forme d'exécution du moteur conforme 35 à l'invention muni d'un rotor à cage. Le ventilateur représenté aux figs. 1 à 4 est essentiellement constitué par un boîtier annulaire 1 muni de rayons 2 qui portent un flasque de palier 3 en forme de plaque auquel le tube 5, portant le moteur 4 à rotor extérieur et muni, à proximité de l'extré 72 01408 4 2122458 mité, d'un filetage intérieur 39, est fixé au moyen d'une vis 6 dont le filetage 38 est ajusté au filetage intérieur 39 du tube 5. Le stator du moteur à rotor extérieur, y compris le paquet de tôles 7 correspondant, est porté pirle tube de palier S. Ce tube 5 comprend les deux paliers 9 et 10 dans lesquels est disposé l'arbre 11 du rotor. Le dit arbre est garanti contre tout déplacement axial inadmissible par des anneaux de sécurité 12 serrés sur 1* arbre. Le rotor 14, essentiellement en forme de cloche, est entouré, à l'extérieur, d'un manteau 15 en matière synthétique qui 10 porte les palettes 15' du ventilateur. Le manteau 15 et les palettes 15' du ventilateur sont exécutés en une seule opération de travail en étant coulés autour du rotor 14 en forme de cloche. Lorsque le moteur 4 est alimenté en énergie par le conducteur 16, les palettes 15' en rotation aspirent l'air dans le sens des 15 flèches 17 et refoulent l'air essentiellement dans le sens axial (flèche 19). Le boîtier annulaire est muni, à deux points diamétralement opposés, de pattes 20 faisant saillie et munies d'ouvertures 21 afin que le boîtier puisse être fixé au moyen de vis (non représentées) à la paroi 22 d'un appareil électrique ou simi-20 laire. Le tube de palier 5 qui porte le paquet de tôles 7 du stator, est entouré, à l'extérieur et au côté orienté vers la vis 6, d'un court tube 25 appliqué par un léger ajustement pressé et qui, lorsque la vis 6 est serrée, est pressé par cette dernière contre 25 la plaque 26, encastrée dans le flasque de palier 3 et exécutée en une matière à résistance mécanique élevée. La face frontale du tube de palier intérieur 5 s'étend, dans le sens axial, au-delà de la face frontale du tube extérieur 25 sans s'appliquer contre l'ouverture 47 de la plaque 26, ouverture 30 dont le diamètre n'est que légèrement plus grand que celui du tube afin d'obtenir un léger jeu lors de l'insertion. De ce fait, le moteur 4 avec lofoanteau 15 du ventilateur qu'il porte est centré dans le boîtier du ventilateur. La précision dtjftube d'espacement extérieur 25 détermine le siège du tube de palier 5 et du 35 moteur 4 sur le flasque de palier 3. Le tube extérieur 25 à résistance élevée raidit également le tube intérieur 5 plus flexible, plus particulièrement à l'endroit du filetage intérieur 39 de ce dernier. Les tubes 5 et 25 sont formés par des tubes continus lisses à 40 diamètres intérieur et extérieur constants, découpés à partir d' 72 01408 5 2122453 une barre et, en cas de besoin, façonnés au tour à l'endroit de leur face frontale. Par exemple, pour le deuxième tube 25 il est possible d'utiliser de courts tronçons d'un tube en acier de précision, obtenu par étirage sans couture et qui, par l'usinage le 5 plus simple, sont pourvus d'une face frontale (à savoir la face d'application du moteur contre la plaque à flasque) qui est exactement perpendiculaire à l'axe central, tandis que pour le tube de palier 5 plus long, muni du filetage intérieur 39, on utilise une matière plus douce. 10 Etant donné que dans un moteur très petit, il faut apporter une quantité maximum de cuivre, dans la rainure, avec des spires relativement nombreuses et que la rainure doit donc recevoir ainsi une profondeur radiale maximum (indiquée par des traits interrompus dans le paquet de tôles 7 à la fig. 3) le diamètre extérieur 15 du tube de palier 5, plus particulièrement pour le stator intérieur d'un moteur à rotor extérieur, doit être aussi petit que possible afin d'obtenir une culasse d'une épaisseur tu suffisante. D'autre part, il faut qu'il y ait suffisamment de place pour les paliers de glissement frittés 9 et 10 d'un volume élevé, afin de pouvoir 20 garantir un fonctionnement sans entretien pendant plusieurs milliers d'heures de service. De ce fait également, le diamètre intérieur du tube de palier 5 doit être d'une grandeur maximum. Ces deux conditions exigent un tube de palier 5 à mince paroi dans la zone du paquet de tôles 7, tandis que dans la zone de son 25 filetage intérieur 39, le tube de palier 5 exige un renforcement. Par la disposition, conforme à l'invention, décrite plus haut et avantageuse, une pièce tournée coûteuse est remplacée par deux pièces simples, disponibles sous la forme de demi-produits. L'économie est d'au moins 30 % par rapport au coût de la pièce 30 tournée coûteuse, nécessaire jusqu'à présent. Dans le forage intérieur continu, non gradué, du tube de palier 5 il faut pouvoir insérer, à partir des deux côtés, les paliers de glissement 9, 10 sans endommager les paliers ou le filetage. Afin de pouvoir réaliser cette insertion dans le tube de 35 palier conforme à l'invention, présentant un diamètre intérieur constant, il faut utiliser un filetage spécial (par exemple un filetage fin). A la face orientée vers la plaque, la tête de la vis 6 porte un bourrelet 27 à angle saillant et représenté à la fig. 4. Lors-40 que la vis 6 est vissée et que le filetage/58 engage le filetage 72 01408 6 2122458 intérieur 39 du tube de palier 5 qui n'est pas représenté dans cette figure, le bourrelet est fermement pressé contre la plaque 26 ou une rondelle d'étanchéité non représentée et, de ce fait, le système de paliers est suffisamment étanche par rapport à 1' extérieur. Une autre possibilité pour obtenir 1'étanchéité nécessaire est d'humecter le filetage 38 de la vis 6, avant le vissage de cette dernière, avec un moyen d'étanchéité liquide, de préférence durcissable d'une manière anaérobique et tel que disponible dans le commerce, par exemple, sous la dénomination "Loctite". Afin de garantir le stator contre toute rotation radiale lorsque la vis 6 est serrée, on prévoit, à la face intérieure du flasque de palier 3, un nez 29 qui s'étend dans une découpe du tube extérieur 25. La tige de la vis 6 est munie d'un renfoncement disposé axia-lemant et dans lequel s'étend l'extrémité de l'arbre du rotor. Dans le renfoncement est fixée une plaque 30 qui est réalisée en une matière synthétique à bonnes propriétés de roulement. Sous la .pique en matière synthétique 30 et ainsi que représenté aux figs. 4 et 6, il est possible de prévoir un disque poreux flexible 31 qui est exécuté, par exemple,en feutre qui est imprégné d'un lubrifiant. L'invention peut également être utilisée pour des moteurs à rotor intérieur, ainsi qu'il ressort de la forme d'exécution représentée à la fig. 5. Le stator, y compris le paquet de tôles 7' correspondant, est fixé au moyen des vis non représentées, disposées dans les intervalles de la tête de la bobine, à des saillies s'étendant vers l'intérieur de la partie en forme de col 33 du flasque de palier 3. Etant donné que ce détail n'est pas essentiel en ce qui concerne l'invention, il n'est pas représenté dans la figure 5. Le rotor 34 est réalisé sous la forme d'un rotor à cage et est relié à l'arbre 11 par l'intermédiaire d'une douille 35 venant de coulée. La palette 15" du ventilateur est fixée à la partie en forme de cloche 36 du rotor qui, au moyen des vis 37, est fixé à la bague à court-circuit 34' du rotor. La fixation du tube de palier 5, entourant les paliers 9 et 10, au flasque de palier 3 ou à la plaque 26, coulée dans ce dernier, est effectuée de la manière décrite plus haut en association aux figs. 1 à 3. La fig. 6 représente la fixation conforme à l'invention d'un 72 01408 7 2122458 moteur à rotor extérieur 40, muni d'une cage à court-circuit, au châssis 41 d'un appareil électrique. Le rotor à cage donne plus facilement lieu à des oscillations perturbatrices axiales que le rotor à tube et, pour cette raison, la vis servant à la fixation est réalisée conformément à la fig. 4, étant donné que cette réalisation est appropriée à un entraînement plus exigeant. Les bagues à court-circuit 42, 43 sont coulées, d'une seule pièce avec les ailes radiales 44, à la face frontale du boîtier du rotor et à la partie de boîtier 46 qui entoure la douille 35'. 72 01408 8 2122458 REVEND ICATIONS 1.- Moteur électrique, plus particulièrement moteur de faible puissance qui est fixé à une plaque disposée perpendiculairement à l'axe du moteur, caractérisé en ce qu'un tube de palier (5) coaxial à l'arbre (11) du moteur et entourant les paliers de ce 5 dernier, est fixé à la plaque (3) par une vis de fixation (6) disposée coaxialement à l'arbre du moteur, le filetage de la vis étant d'un diamètre supérieur à celui de l'arbre du moteur. 2.- Moteur électrique suivant la revendication 1, et muni d'un rotor portant les palettes d'un ventilateur, rotor qui est disposé 10 à l'intérieur d'un boîtier en forme de cadre du ventilateur et qui est porté par des rayons, caractérisé en ce qu'une vis centrale coaxiale traverse la plaque (3) en forme de flasque et angage un filetage du tube de palier (5), alors que lorsque cette vis est serrée, elle presse le tube de palier contre la plaque (3), tan- 15 dis qu'à l'autre côté la tête de la vis de fixation (6) est pressée contre la dite plaque. 3.- Moteur électrique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le boîtier du ventilateur est au moins partiellement réalisé en matière synthétique, tandis que dans la partie 20 centrale est noyée une plaque (26) à résistance mécanique élevée, par exemple en acier, munie d'une ouverture (47) pour la vis (6). 4.- Moteur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube de palier (5) entourant les paliers (9, 10) est muni, à son extrémité orientée vers la 25 plaque (26), d'un filetage intérieur (39) correspondant au filetage (38) de la vis (6). 5.- Moteur électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le filetage intérieur est choisi et disposé de manière que son diamètre soit égal ou supérieur au diamètre extérieur des 30 paliers (9 et 10). 6.- Moteur électrique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, plus particulièrement suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le tube de palier (5), entourant les paliers (9 et 10) est calculé de manière que son diamètre intérieur 35 et, de préférence, également son diamètre extérieur présentatiïhie grandeur constante sur toute la longueur du tube de palier avant l'exécution du filetage intérieur (39). 7.- Moteur électrique suivant l'une quelconquè des revendications 1 à 6, plus particulièrement suivant la revendication 6, 72 01408 9 2122458 caractérisé en ce que dans la zone du filetage intérieur, le tube de palier (5) est relié, à l'extérieur, à un deuxième tube (25) du fait que ce dernier entoure le tube intérieur (5) avec un léger ajustement pressé, en outre, la face frontale du tube intérieur 5 (5) s'étend dans le sens axial au-delà de la face frontale du tube extérieur (25) sans s'appliquer contre l'ouverture (47) de la plaque (26) et dont le diamètre n'est que faiblement plus grand que celui du dit tube. 8.- Moteur électrique suivant l'une quelconque des revendica- 10 tions 1 à 7, caractérisé en ce que la tige de la vis (6) est munie d'un renfoncement disposé axialement et dans lequel s'étend l'extrémité de l'arbre (11) du rotor. 9.- Moteur électrique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que dans le renfoncement est prévue une plaque (30) en 15 une matière synthétique à bonnes propriétés de roulement et qui limite le jeu axial de l'arbre du rotor à un côté. 10.- Moteur électrique suivant la revendication 8, caractérisé en ce que sur le fond du renfoncement est prévu un disque poreux flexible (31) imprégné d'un lubrifiant, tandis que sur ce 20 disque est disposée une pièce en matière synthétique à bonne propiété de roulement sur laquelle s'applique l'arbre arrondi (11) du rotor. 11.- Moteur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la face inférieure de la tête 25 de la vis (6) est munie d'un bourrelet (27) à angle saillant qui, en coopération avec la plaque (26) et lorsque la vis (6) est serrée, confère au système de paliers son étanchéité par rapport à 1' extérieur. 12.- Moteur électrique suivant l'une quelconque des revendica- 30 tions 1 à 11, caractérisé en ce que la face intérieure de la plaque (3) réalisée sous la forme d'un flasque porte un nez (29) qui s' étend dans une découpe du tube extérieur (25). 13.- Procédé pour la réalisation d'un moteur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en 35 ce que le filetage (38) de la vis (6) est humecté, avant le vissage de la vis, avec un moyen d'étanchéité liquide, de préférence durcissable d'une manière anaérobique (par exemple connu sous la dénomination commerciale "Loctite"). 14.- Moteur électrique suivant l'une quelconque des revendica 72 01408 2122458 tions précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un stator intérieur qui est maintenu dans un tube de palier extérieur (5) dont la paroi, dans la zone du paquet de tôles du stator, est d'une épaisseur inférieure à la moitié de l'épaisseur de la culasse du paquet de tôles, à savoir qu'elle est, de préférence, d'une épaisseur correspondant à environ un tiers ou un quart de l'épaisseur de la culasse.