Brevet FR2189911A1 — publié le 19740125

La présente invention se rapporte à un moteur électrique, et elle concerne, plus particulièrement, un moteur à rotor en court-circuit, comportant un rotor, un carter destiné à recevoir un stator ayant un enroulement de stator et un support de palier, une partie du carter recevant au moins une partie de lten- roulement de stator étant constituée par une matière de coulée, en particulier, de la résine de coulée ayant fait prise et constituant un seul bloc massif, dans laquelle sont incorporées les bornes d'enroulement. Dans un moteur de ce type, il faut enrubanner, planer et isoler les torons de montage et de connexion. En conséquence, l'invention a pour objet de simplifier considérablement la fabrication des moteurs électriques, et de diminuer notablement leur prix de revient, en supprimant le traitement particulier de l'enroulement du stator. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, on prévoit unhanchon de carter solidarisé à la partie de carter et constitué d'un seul tenant avec elle, isolé électriquement de l'enroulement et recevant le support. La matière de coulée formant le carter a pour rôle de relier le stator au manchon de carter, de façon qu'il nty ait pas lieu de faire appel à un agencement de liaison spécial. Grâce aux propriétés d'isolation électrique de la matière coulée et à cause de l'isolement électrique du manchon de carter visà-vis de l'enroulement, il n'est plus nécessaire d'enrubanner, de planer; et d'isoler ce dernier, pas plus que les torons de montage et de connexion. Les supports de palier recevant les paliers du moteur électrique peuvent être incorporés dans le manchon de palier avec la précision nécessaire pour etre suffisamment alignés. Le carter peut transmettre des couples et des forces, du fait que les parties du moteur électrique recevant les forces et les couples sont reliées entre elles avec la rigidité nécessaire. Le manchon de carter peut être en une matière quelconque devant, dans la mesure où elle est électriquement conductrice, être isolée de ltenroulement, et il est constitué, en particulier, par une matière plastique électriquement isolante. Pour obtenir une bonne liaison entre le manchon de carter et la partie de carter constituée par de la matière coulée, pour le solidariser avec la partie de carter constituée de matière coulée, le manchon de carter présente une forme non plane à l'emplacement où il entre en contact avec la matière coulée et il comporte > en particulier, une rainure annulaire de réception de la matière coulée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, don nnn nés uniquement à titre d'exemples\llmitatis, dont les différentes figures sont chacunes des coupes longitudinales schématiques représentant deux modes d'exécution de moteurs à rotor en court-circuit selon l'invention. Le moteur à rotor en court-circuit selon la figure 1 est réalisé sous la forme d'un moteur à tube fendu et il comporte > en particulier, un flasque en matière plastique, réalisé à la fois sous la forme d'un manchon de carter et d'un support de palier. Ce flasque comporte un collet annulaire 3 comportant des trous de fixation 2, permettant de monter un carter de pompe non représenté, un épaulement annulaire 4 étant prévu dans ce but. Dans le flasque 1 est introduit un palier lisse 5, notamment en carbone, ayant pour rôle de supporter un arbre de moteur 6 traversant le palier. Un anneau fritté 7, coaxial par rapport au palier lisse 5, destiné à filtrer du liquide, se trouve du côté de la pompe non représentée. Un rotor 9 est calé sur l'arbre 6. Le flasque 1 comporte au moins une ouverture de coulée 10. Le flasque 1 comporte > au voisinage du palier lisse 5, une rainure annulaire ayant pour rôle de recevoir un anneau d'étanchéité 12. Dans la rainure recevant cet anneau d'étanchéité pénètre une extrémité d'un tube fendu 13, dont l'extrémité voisine du flasque 1 est entourée par un prolongement de ce flasque 1, conformé en tronçon de tube. Des trous ininterrompus allant jusqu'au tube fendu 13 peuvent se trouver dans le flasque 1, au voisinage du tube fendu 13. Le tube fendu 13 supporte un stator 15 comportant un enroulement, emmanché par pression sur lui. Il nty a lieu d'isoler l'enroulement par rapport au flasque 1, que lorsque celui-ci est constitué par une matière électriquement conductrice. A l'extrémité du tube fendu 13 opposée au flasque 1 est monté un support de palier 16, recevant un palier 17 en carbone supportant l'arbre 6. Le support est bien posé dans le tube fendu, collé à celui-ci, et au contact de sa face frontale par un collet annulaire. Un anneau d'étanchéité 18 est introduit entre le support de palier 16 et le tube fendu 13, du côté du rotor 9, dans un évidement du support de palier 16. Le support de palier 16 est entouré par un manchon de carter 20 constitué par une matière plastique électriquement isolante ou bien, lorsqu'il est cons titué par une matière électriquement conductrice, isolé électriquement, au moins du côté du stator 15. Le manchon de carter 20 et le flasque 1 présentent une conformation conique sur leurs parties situées au-dessous de l'enroulement, et ils agissent sur l'enroulement comme une sorte de mandrin d'écartement, de sorte qu'il n'y a pas lieu de déployer préalablement les spires. Lorsque le manchon de carter 20 ne va pas jusqu'au stator 15 ou est entièrement absent, le tube fendu 13 comporte, sur sa face extérieure, une couche d'isolation électrique. Il en est de même pour le côte du tube fendu qui se trouve au voisinage du tube fendu. Une vis 19 est vissées dans le support de palier 16, et elle en est isolée hermétiquement par un anneau d'étanchéité. le support de palier 16 et le manchon de carter 20 sont entourés par un couvercle 24 placé du côté frontal, relié par une vis 22 au manchon de carter 20, le recouvrant extérieurement et étant en contact avec le support de palier 16 par un collet faisant saillie vers I'intérieur, avec interposition d'un anneau d'étanchéité. Le stator 15 comportant un enroulement est inséré dans une partie de carter 21 en matière coulée, en particulier en résine coulée ou en une matière analogue. Les enroulements se trouvant des deux côtés du stator 15 pénètrent chacun dans des évidements du flasque 1 et du manchon de carter 20. La paroi extérieure de la rainure annulaire du flasque 1 comporte une rainure annulaire supplémentaire il dans laquelle pénètre la résine coulée, ce qui permet une fixation plus sûre du flasque 1 à la partie de carter 21. La résine couvée constitue un composant compact d'un seul tenant comprenant le flasque 1, le tube fendu 13, le stator 15 avec son enroulement, le manchon de carter 20 et la partie de carter 21. La partie de carter 21 peut comporter une partie de connexion recevant des torons de montage et de connexion de l'enroulement du stator 15. Ces torons sont aussi peu enrubannés, planés et isolés que l'enroulement du stator 15. Pour fabriquer la partie de carter 21, on introduit le tube fendu 13 qui supporte le manchon de carter 20 et le stator 15 avec son enroulement, ainsi que le flasque 1, dans un moule de fabrication en forme de pot, de façon que le flasque 1 recouvre ce moule par le haut. Après avoir monté tous les éléments en position correcte, on introduit par l'ouverture de coulée 10 de la résine de coulée ou une autre matière de moulage électriquement isolante, pouvant être coulée ou injectée, qui remplit les espaces libres du moule et forme la partie de bottier 21, en durcissant. Pour éviter les inclusions d'air, on peut brancher le moule de fabrication à une source de dépression.Après durcissement de la résine de coulée à laquelle on peut éventuellement faire subir un traitement thermique, on retire la partie de carter 21 constituée par la résine de coulée solide, y compris les éléments qui lui sont solidaires (flasque 1, manchon de carter 20, stator 15 avec son enroulement) du moule de fabrication. Pour achever le moteur électrique, on introduit arbre 6 supportant le rotor 9 dans le palier lisse 5 et, du côté du support de palier, on introduit le support de palier 16 qui est de préférence en matière plastique dans le tube fendu 13 et on le colle à celui-ci. On recouvre l'extrémité de l'arbre 6 comportant une fente d'introduction de tournevis par vissage de la vis 19 et l'on isole la chambre du rotor de l'extérieur. On place alors le couvercle 24 que l1on fixe au manchon de carter 20 au moyen des vis 22. Avant d'introduire l'arbre 6 dans le tube fendu 13, on a encastré l'anneau d'étanchéité 12 dans la rainure annulaire du flasque 1 qui lui correspond. il n'y a pas lieu d'enrubanner, de planer et d'isoler l'enroulement du stator 15 et ses torons de montage et de connexion, pour les incorporer dans la partie de carter 21, du fait qu'incorporés dans la partie de carter 21, ils sont en contact avec des parties non conductrices du moteur électrique, ce qui entraîne une économie de main-d'oeuvre considérable. Pour fabriquer la partie de carter 21, on utilise une résine de coulée ou une matière analogue capable de transmettre les couples et forces engendrées dans le moteur électrique et de relier mutuellement les paliers avec une solidité suffisante. Le moteur à rotor en court-circuit représenté sur la figure 1 comporte un manchon de carter la constitué en particulier par de la matière plastique, qui comporte un collet annulaire 3a comportant des trous de réception d'une pièce de fixation 2a. Le manchon de carter la peut être en métal, si sa surface extérieure au moins, comporte une isolation électrique. Dans le manchon de carter la est monté, au moyen d'un support de palier 4a, un palier lisse Sa en carbone ayant pour rôle de supporter un arbre de moteur 6a traversant le palier. La surface prériphérique de la partie du manchon de carter la entourant le palier lisse Sa comporte une rainure annulaire lla. Le manchon de carter la s'amincit coniquement sur la face extérieure au moins au voisinage du stator 15a vers celui-ci et est attenant à ce stator 15a. Le support de palier 4a est contigu, du côté du stator 15a, à un collet annulaire se trouvant dans le manchon de carter la faisant saillie vers l'intérieur et il est maintenu, de son côté opposé à celui-ci, par un anneau élastique 41 introduit dans une rainure du collet annulaire. L'arbre 6a supporte un rotor 9a calé sur lui. Du côté opposé au manchon de carter la se trouve un manchon de carter lb correspondant essentiellement au manchon de carter la et comportant des alésages 42 de sortie de conducteurs de connexion 43. Dans le manchon de carter lb est introduit, de la même façon que dans le manchon de cater la, un support de palier 4b qui reçoit un palier 5b supportant l'arbre 6a. Le stator 15a avec son enroulement se trouve entre deux parties de boîtier 21a et 21b en résine de coulée ou en une matière analogue. Dans la résine de coulée sont incorporées des parties de l'enroulement faisant saillie latéralement par rapport au stator 15a. Les parties de carter 21a et 21bpenetrent dans la rainure lla, et dans la rainure îlb des manchons de palier respectifs la et lb. Les parties de carter 21a et 21b relient les deux manchons de carter la et lb au stator 15a. On obtient ainsi un bloc compact comprenant les deux manchons de carter la et lb, le stator 15a, l'enroulement de stator et les parties de carter 21a et 21b. Au lieu du manchon de carter la, lb réalisé sous la forme d'un flasque, on peut aussi utiliser un manchon de carter conformé en manchon sans bride. Le moule de fabrication de carter représenté sur la figure 3 est réalisé en deux parties. Les deux parties de moule de carter 31a et 31b sont de même forme, de sorte qu'il suffit d'en décrire une seule. Le moule de carter 31a comporte une chemiae extérieure 32a et un noyau 33a pouvant être constitué d'un seul tenant avec la chemise extérieure 32a. Le noyau 33a comporte une partie cylindrique 34a dont le diamètre extérieur est égal au diamètre intérieur du stator 15a. Une rainure annulaire 36a destinée à recevoir un anneau d'étanchéité s'y rattache ; elle est suivie pr une partie 35a s'élargissant coniquement dont la surface extérieure est conformée de façon à correspondre à la surface intérieure voisine du rotor 9a.La partie du manchon de carter la faisant saillie vers l'extérieur pénètre dans une rainure annulaire 38a. Une rainure annulaire 39a qui se trouve au voisinage de la périphérie extérieure du collet annulaire-3a, a pour rôle de recevoir un anneau d'étanchéité. Le moule de carter 32a comporte > sur sa face supérieure, une ouverture 40a d'introduction de résine de coulée ou d'une matière analogue. Pour fabriquer le moteur, on ouvre le moule de carter 31a, 3lob. On introduit alors dans chacune des parties de moule 3laet 31b un manchon de carter respectif la et lb, de façon que le manchon la ou lb soit, dans sa partie frontale, contigu au fond de la partie de moule 3la et 31b et pénètre, par sa saillie extérieure, dans la rainure annulaire 38a ou 38b. Des anneaux d'étanchéité insérés dans les rainures annulaires 36a et 39a protègent la partie frontale extérieure et la partie intérieure du manchon la contre l'entrée de résine de coulée entre lui-même et la partie de moule 31a. On introduit ensuite le stator 15a avec la partie d'enroulement représentée à gauche sur le dessin dans la partie de moule 31a.En plaçant la partie de moule 31b sur l'autre partie d'enroulement et la moitié encore dégagée du stator l5a, on ferme le moule 31a, 31b, en alignant mutuellement les parties 31a et 31b par une liaison par concordance de forme, au moyen d'un substrat commun ou par des moyens analogues. On fait alors couler par les ouvertures de coulée 40a et 40b de la résine de coulée ou une autre matière de moulage électr H solante, pouvant être coulée ou injectée. Pour éviter qu'il se forme des inclusions d'air, on peut relier le moule 31a, 31b à une source de dépression, d'une façon non représentée, en prenant des mesures pour éviter qutil sorte de la résine de coulée du moule 31a, 31b. Après le durcissement de la résine de coulée, à laquelle on peut faire éventuellement subir un traitement thermique, on retire le stator 15a avec les parties de carter 21a et 21b qui y sont fixées d'un seul tenant, ainsi que les manchons de carter la et lb du moule de carter 31a, 31b. Pour achever le moteur électrique, on introduit le support de palier 4a dans le manchon de carter la par ajustement pressé et on le fixe au moyen de l'anneau élastique 41. On peut aussi fixer le support de palier par vissage, par soudure ou par collage, dans le manchon de carter. Ensuite, on introduit dans le palier Sa l'arbre avec le rotor 9a qui y est calé par le côté opposé.On place le palier lisse Sb sur l'arbre de moteur 6a de l'autre côté de celui-ci et l'on introduit en même temps le support de palier 4b dans le manchon de carter lb, et on le fixe au moyen d'un anneau élastique 41. On peut munir des éléments auxquels de la résine de coulée ou une matière analogue ne doit pas adhérer, en des endroits correspondants, d'un produit anti-adhesif. il nty a pas lieu d'enrubanner, de planer et d'isoler l'enroulement de stator et ses torons de montage et de connexion, pour l'incorporer dans les parties de carter 21a et 21b, ni de les isoler, ce qui représente une économie de main-d'oeuvre considérable. Pour fabriquer les parties de carter 21a, 21b on utilise une résine de coulée ou une matière analogue permettant la transmission des couples et forces engendrés dans le moteur électrique et de relier mutuellement solidement les paliers, avec interposition du stator 15a. On peut loger lealiersSa et Sb en les alignant avec la précision requise. Au lieu du palier lisse Sa, 5b, on peut utiliser un palier à rouleaux.On peut introduire dans le moule de fabrication de carter 31a, 31b, pour fixer les parties de carter 21a, 21b , en particulier pour éviter la formation de fissures de contrainte dans la matière plastique, un renforcement, en particulier sous la forme d'un tissu de fibres de verre ou sous une forme analogue, que l'on incorpore en remplissant par coulée ou par injection les cavités présentes dans le moule de fabrication 31a, 31b. il faut isoler suffisamment l'enroulement de stator du manchon de carter, après la coulée. L'utilisation de deux manchons de carter, de préférence, identiques, assure une grande précision, une grande stabilité de forme et une forte résistance mécanique. Le manchon de carter permet d'étanchéiser le moule de fabrication, au voisinage du siège du palier de moteur ou de son support. On déploie'l'enroulement de stator à travers le manchon de carter, sans planage préalable. REVENDICATIONS 1. Moteur électrique, en particule moteur électrique à rotor en courtcircuit, comportant un rotor, un carter recevant un stator avec son enroulement et un support de palier, la partie de carter recevant au moins une partie de l'enroulement de stator étant constituée par une matière de coulée ayant fait prise, en particulier de la résine de coulée, constituant un bloc massif, dans laquelle sont incorporées des connexions d'enroulement, idiot moteur électrique étant caractérisé en ce qu'il comporte un manchon de carter solidarisé avec la partie de carter de façon à faire corps avec elle, isolé électriquement de l'enroulement, et recevant le support de palier. 2. Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour oestre solidarisé avec la partie de carter constituée par de la matiere de coulée, le manchon de carter a une conformation non plane en un emplacement en contact avec la matière de coulée, et comporte en particulier une rainure annulaire de réception de la matière coulée. 3. Moteur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte à chacune des deux extrémités de la partie de carter un manchon de carter, et en ce que les deux manchons de carter forment une seule pièce avec la partie de carter. 4. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le manchon de carter comporte une bride placée frontalement. 5. Noteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon de carter reçoit une pièce de fixation. 6. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le manchon de carter comporte un alésage étagé vers l'interieur, de réception du support de palier, dont la position est fixée vers l'extérieur par un organe de retenue. 7. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le manchon de carter a un diamètre inférieur ou supérieur à celui du stator et est attenant au stator du côté frontal, et en ce que la partie du manchon de carter située du côté du stator est amincie coniquement sur sa face exterieure, en direction du stator. 8. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le manchon de carter et le support de palier sont réalisés d'un seul tenant, sous la forme d'un flasque.