Brevet FR2466895A1 — publié le 19810410

L'invention a pour objet un perfectionnement apporté à la structure des moteurs électriques à courant continu, permettant de limiter leur dimension diamétrale tout en améliorant la facilité de leur montage ainsi que la possibilité de les rendre étanches. Le champ magnétique statorique des moteurs à courant continu est obtenu, dans les constructions les plus récentes et surtout dans celles destinées à des emplois spéciaux, au moyen d'aimants permanents à très haute force coercitive spécifique, de sorte qu'on leur donne en pratique la forme de tuiles de faible épaisseur, en une pièce unique ou composée, ce qui permet de réduire de manière sensible le diamètre extérieur nécessaire de la carcasse. La possibilité d'une réduction radicale de la dimension transversale est incompatible avec la structure classique d'un moteur à courant continu, qui est dictée par la nécessité de réaliser des carcasses capables de contenir des aimants de champ à dimensions radiales considérables. Par exemple, la structure classique à flasques assemblés par des tirants allongés traversant la carcasse, avec l'un des flasques portant radialement les balais du moteur, impose des dimensions radiales impératives aptes à s'accommoder d'un collecteur rotorique ayant un développe- ment circonférentiel approprié, des balais d'une longueur suffisante pour une durée de vie acceptable, des ressorts de poussée d'une longueur suffisante ayant toujours les caractéristiques élastiques nécessaires à mesure que la longueur du balai se modifie en raison de son usure. L'invention est basée sur la constatation que cette dimension radiale impérative est très supérieure à la dimension requise par la carcasse pour accueillir les ai- mants permanents actuellement disponibles. Les tentatives de correction portant uniquement sur les dimensions se révèlent par ailleurs peu satisfai- santes: en effet, une réduction des dimensions du collecteur cylindrique a pour conséquence d'affaiblir les caractéristi- ques électriques du moteur à des nombreux points de vue, par exemple par la réduction du nombre des lames et l'élargisse- ment de la zone angulaire de commutation. La diminution de la longueur des balais entraîne par ailleurs des interven- tions plus fréquentes de remplacement, ce qui est un des inconvénients les plus-désagréables des moteurs à collecteur. L'invention se propose par conséquent de permet- tre la construction de moteurs qui puissent bénéficier complètement, du point de vue dimensionnel, de l'existence desdits aimants permanents, et ceci non seulement sans devoir sacrifier les caractéristiques électriques dumoteur, mais au contraire en obtenant d'autres avantages appréciables connexes. On atteint ce résultat, selon l'invention, en réalisant un moteur électrique à courant continu, à aimants permanents de champ, dans lequel le rotor est doté d'un collecteur frontal associé -à des balais montéslongitudinale- ment sur un flasque. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront plus clairement de la description détaillée qui va suivre, donnée ici à titre d'exemple en référence à la figure unique annexée qui est une vue de côté partiel- lement en coupe d'un moteur électrique à courant continu selon l'invention. A titre d'exemple nullement limitatif, le moteur électrique à courant continu selon l'invention est constitué essentiellement par une carcasse 10 sensiblement cylindrique ou prismatique supportant des aimants statoriques permanents de champ 11 et avec laquelle sont assemblés des flasques 12 et 13 qui portent, par l'intermédiaire de roulements, l'ar- bre 15 du rotor 14. Le rotor, du type traditionnel quant à la structure du bobinage d'induit, a un collecteur frontal 16 de diamètre analogue à celui de l'induit, avec des lames disposées frontalement, c'est-à-dire sur un plan perpendicu- laire à l'axe de l'arbre 15. Le courant est délivré au collecteur par l'intermédiaire de balais 17 insérés de - manière coulissante dans des logements porte-balais 18 dis- posés longitudinalement. Ces porte-balais sont montés sur le flasque 13 qui a un profil analogue à une cuvette et qui est fixé à la carcasse au moyen de vis d'assemblage 19 dont la partie extrême filetée se visse dans des trous taraudés d'une bague 20 montée à l'intérieur de la carcasse. De préférence la bague 20 est rendue solidaire de la carcasse 10 au moyen d'un filetage prévu dans celle-ci et grâce auquel on peut visser la bague à l'intérieur de la carcasse. Le flasque 13 est fermé de manière étanche par un couvercle 21 qui s'ajus- te sur son bord périphérique. La présence du collecteur frontal avec des lames disposées frontalement, et par conséquent la position longi- tudinale des balais et des porte-balais, permet de parvenir à un diamètre moyen de la zone annulaire d'appui des balais qui est assez élevé en comparaison du diamètre de la carcasse et du flasque 13. La fixation du flasque 13 à la carcasse par l'intermédiaire de la bague 20 permet d'obtenir conjointe- ment deux avantages: premièrement, la présence de la bague rapportée permet d'éviter tout épaississement de la carcasse, tout au moins de la valeur nécessaire à la réalisation des logements des vis d'assemblage, comme pour les vis 22 qui retiennent le flasque 12 et, deuxièmement, le réglage de la position angulaire du flasque porte-balais s'avère très pratique car, quand les vis d'assemblage 19 sont desserrées, ce même flasque peut tourner avec la bague par rapport à la carcasse, le serrage successif des vis d'assemblage 19 permettant par la suite de bloquer de manière stable les différentes pièces. On doit d'autre part noter que la position axiale des porte-balais montés sur le flasque 13 facilite la pro- tection de ceux-ci contre les agents extérieurs, puisqu'il est suffisant de placer un couvercle unique 21 en remplace- ment des moyens classiques individuels de protection utilisés sur chaque porte-balai. Ainsi, l'invention atteint pleinement les buts envisagés: en premier lieu celui de limiter la dimension diamétrale du moteur et en particulier du flasque porte- -balais, et en second lieu celui d'améliorer la facilité de réalisation et l'assemblage. On peut constater d'autre part que, grâce à la structure proposée, il est possible, moyennant une faible augmentation de la longueur du moteur, d'obtenir une forte augmentation de la longueur des balais, et par conséquent de leur durée. Il va de soi que le mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple n'est nullement limi- tatif, mais qu'au contraire il peut faire l'objet de modifications et de variantes sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. De même,-la forme, les dimensions et le type des composants du moteur électrique ne sont aucunement limita- tifs et peuvent varier suivant les besoins. Par ailleurs, il n'est nullement obligatoire d'utiliser une bague filetée se vissant dans la carcasse; on peut prévoir n'importe quel type de fixation axiale de la bague sur la carcasse permettant sa rotation et dont le blocage se ferait par le serrage des vis d'assemblage qui se vissent sur cette bague. 2466U95 REVENDICATIONS 1. Moteur électrique à courant continu, à aimants permanents statoriques, caractérisé en ce que le rotor est doté d'un collecteur frontal avec lequel coopè- rent des balais montés longitudinalement sur un flasque. 2. Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flasque porte-balais est assemblé à la carcasse du stator au moyen de vis d'assemblage qui se vissent dans les trous d'une bague montée à l'intérieur de la carcasse. 3. Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de montage de la bague dans la carcasse comprend un accouplement à vis. 4. Moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flasque porte-balais est pourvu d'un couvercle extérieur s'appliquant de manière étanche sur son bord périphérique.