Brevet FR2516716A1 — publié le 19830520

MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE A ARBRE VERTICAL La présente invention concerne une machine électrique tournante à arbre vertical. Les applications d'une machine électrique tournante à arbre vertical sont nombreuses. Une telle machine peut être par exemple utilisée dans Itentraînement des pompes des lave-vaissellesD des appateils et robots ménagers, etc... Dans ces applications on exige habituellement que la machine tournante travaille avec son arbre disposé à la verticale et qu'elle ait un encombrement réduit, un fonctionnement silencieux et un prix de revient économique. Les machines électriques tournantes connues à arbre vertical sont souvent soit économiques mals bruyantes soit silencieuses mais coûteuses ou encombrantes. La présente invention ayant pour but d'éviter ces inconvénients, permet de réaliser une machine électrique tournante éco gnomique, silencieuse, peu encombrante et pouvant zEonctionner de longues durées et sans dommage dans les deux sens de rotation. Selon l'invention une machine électrique tournante à arbre vertical tournant dans un monopalier comprend, au niveau de ce monopalier, à la fois un coussinet autolubrifiant et un ensemble de graissage de l'arbre par un film renouvelé d'huile. Pour mieux faire comprendre l'invention on décrit ci-après un certain nombre d'exemples de réalisation illustrés par des dessins ci-annexés dont: - la figure 1 représente une itue en coupe verticale d'une machine e'ectrique tournante à arbre vertical, réalisée selon un premier exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe verticale d'une machine électrique tournante à arbre verticale réalisée selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention, et - la figure 3 représente une vue en coupe verticale d'une machine électrique tournante à arbre vertical, réalisée selon un troisième exemple de réalisation de l'invention. Une machine électrique tournante à arbre vertical réalisée selon l'invention est une machine à monopalier comprenant un corps 2 en forme d'une cuvette constituant à la fois une carcasse 3 un flasque intégré d'extrémité 4 et un monopalier intégré 5, dans lequel sont montés un stator 6 et un rotor 7 porté par un arbre vertical 8. Le corps 2 est fermé par un couvercle 9 et un capot 10. Selon une caractéristique importante de l'invention la machine tournante 1 comprend au niveau de son monopalier intégré 5 d'une part un ensemble de graissage 11 de l'arbre 8 par un film renouvelé d'huile, constitué par une réserve d'huile 12, un système à mèches ou feutres 13 réalisant un transfert de l'huile de la réserve 11 à l'arbre 8, des rainures hélicoldales 14 assurant une remontée d'un film renouvelé d'huile le long de l'arbre 8, et un dispositif 15 collecteur de l'huile projetée à la sortie du monopalier 5, et de guidage du retour de cette huile au réservoir 12, et d'autre part un coussinet antifriction 16 choisi parmi les coussinets autolubrifiants et les coussinets fonctionnant à sec monté dans ce monopalier 5 pour supporter l'arbre 8. Un coussinet fonctionnant à sec est habituellement un coussinet à revêtement de matière synthétique telle que le polytétrafluoéthylène avec additifs anti-friction. Cette structure particulière utilisant à la fois un ensemble de graissage 1 1 de l'arbre 8, par un film renouvelé d'huile, et un coussinet antifriction 16 permet à la machine tournante 1 de fonctionner dans les deux sens de rotation avec son arbre 8 disposé à la verticale et sans entraîneur de risque de grippage de cet arbre 8. En effet les machines électriques connues ont leurs arbres qui tournent soit dans des roulements à billes soit dans un coussinet ordinaire lubrifié avec une huile transportée par une rainure héli cotidale formée dans leurs arbres ou stockée dans des réserves de feutre situé à proximité de coussinets en bronze ou alliage dalumi- nium. Les machines qui sont pourvues de coussinets fonctionnent habituellement d'une manière plus silencieuse que celles munies de roulements à billes. Dans le cas des machine où le coussinet ou l'arbre de la machine est lubrifié par une huile tranportée par la rainure hélicoîdale de leur arbre, la lubrification est seulement effective dans un sens prévu de rotation de cet arbre par contre elle est inexistante quand cet arbre tourne dans un sens opposé, étant donné que la rainure hélicoldale de l'arbre refoule à ce moment l'huile de lubrification vers le réservoir au lieu de la faire progresser le long de l'alésage du coussinet ou de l'arbre pour le lubrifier. Dans le cas où la machine tournante 1 à arbre vertical est équipée d'un coussinet antifriction du type autolubrifiant, elle peut fonctionner habituellement sans dommage dans les deux sens de rotation mais pendant un certain temps seulement car la position verticale du coussinet autolubrifiant et l'influence mécanique de l'arbre en rotation entraînent une sortie lente du lubrifiant de ce coussinet. Lorsque la lubrification devient insuffisante, le grippage de l'arbre est inévitable. Dans la machine toumante 1 réalisée selon l'invention, bien que l'arbre 8 soit dans une position verticale, le risque de grippage de l'arbre 8 est inexistant car dans un sens de rotation, la rainure hélicoîdale 14 fait monter de l'huile qui assure à la fois une lubrification de l'arbre 8 et une recharge en huile du coussinet antifriction type autolubrifiant 16 et, dans un sens opposé de rotation, la rainure 14 ne fait pas monter de l'huile du réservoir 12 mais le coussinet antifriction type autolubrifiant 16 assure normalement la lubrification de l'arbre 8. Dans un premier exemple de réalisation de l'invention illustré dans la figure 1 le rotor 7 de la machine tournante 1 est monté sur l'arbre 8 par l'intermédiaire d'un moyeu tubulaire 17 ayant sur sa longueur plusieurs parties à diamètres différents dont celle à petit diamètre enserrant l'arbre 8 est rendue solidaire en rotation de ce dernier, et celle à grand diamètre, montée en recouvrement autour du monopalier 5, sert de support au rotor 7. Un espace cylindrique libre 18 existe entre ce moyeu 17 et le monopalier 5. Le réservoir d'huile 12 étant disposé en bout de l'arbre 8.Durant le fonctionnement de la machine tournante 1, L'huile remontant l'arbre 8 suivant la flèche 19 et projetée par l'effet centrifuge, à la sortie du monopalier 5 dans l'espace libre 18, est recueillie et guidée, par le dispositif 15 constitué par la partie à grand diamètre du moyeu 17, suivant la flèche 20, à travers une rainure circulaire 21 et des trous 22 du flasque intégré 4, vers le réservoir d'huile 12. Après avoir atteint le réservoir 12 et son système à mèches 13, l'huile est prête à recommencer un nouveau cycle de lubrification. Dans un deuxième exemple de réalisation de l'invention, illustré dans la figure 2, des éléments de la machine tournante 24 analogues à ceux de la machine 1 étant désignés par les mêmes numéros de référence, le rotor 7 de la machine 24 fixé directement sur l'arbre 8 comprend un évidement 25 qui reçoit librement l'extrémité libre du monopalier intégré 5. L'ensemble de graissage Il de l'arbre 8 comprenant son réservoir d'huile 12 et son système à mèches ou feutres 13, est monté dans cette extrémité libre du monopalier 5.L'huile entraînée par la rainure hélicoldale 14 après avoir lubrifié l'arbre 8, rechargé le coussinet antifriction type autolubrifiant 16 et être projeté sous l'effet de de la force centrifuge à la sortie du monopalier 5, est recueillie et guidée vers le réservoir 12 et son système à mèches 13, à travers des trous 22 du flasque intégré 4 par un dispositif 15 contitué par un capuchon 26 fixé à la sortie du monopalier. Dans un troisième exemple de réalisat.on de l'invention illustré dans la figure 3, des éléments de la machine tournante 28 analogues à ceux de la machine 1 étant désignés par les mêmes numéros de référence, le rotor 7 de la machine 24 fixé directement sur l'arbre 8 comprend un évidement 29 qui reçoit librement l'extrémité libre du monopalier intégré 5 et dans lequel est fixé un tube 30 qui entoure le monopalier 5 et définit avec ce dernier un espace libre cylindrique 18. L'ensemble de graissage 11 de l'arbre 8 comprenant son réservoir d'huile 12 et son système à mèches ou feutres 13, est monté en bout du monopalier 5 dans le flasque intégré 4. L'huile entraînée par la rainure hélicoldale 14 après avoir lubrifié J'arbre 8 et rechargé le coussinet antifriction type autolubrifiant 16 et être projetée sous l'effet centrifuge à la sortie du monopalier 5, est recueillie et guidée vers le réservoir d'huile 12, à travers une rainure 21 et des trous 22 du flasque intégré 4 par un dispositif collecteur et de guidage d'huile constitué par une coupelle 31 fixée sur l'extrémité polygonale du monopalier 5.Des évidements 32 formés entre ltextré mité polygonale du monopalier 5 et de la coupelle 31 permettent I'écoulement de l'huile par gravite le long du monopalier 5 et un tube 30 fixé dans l'évidement 29 du rotor 6 se prolonge dans la rainure 21 et sert de moyen de protection.de l'ensemble de graissage 11 contre les poussières. Après avoir atteint le réservoir 12 et son système de mèches 13, l'huile est prête à recommencer un nouveau cycle de lubrification La structure simple décrite ci-dessus permet de réaliser une machine électrique tournante solide, économique, silencieuse et le corps 2 en forme de cuvette portant un monopalier intégré 5 permet de réduire fortement l'encombrement axial de la maclùne Dans le cas d'un coussinet à fonctionnement à sec) il est a noter que l'introduction du lubrifiant dans le coussinet d'une manière continue ou périodique, permet à ce coussinet de supporter faci- lement des forces radiales ou des vitesses de rotation, relativement élevées. On obtient alors, d'une part une meilleurs dissipation de la chaleur d'autre part une formation d'un film lubrifiant hydre dynamique, ce qui accroit la résistance à l'usure et par suite, de façon importante, la durée de vie du coussinet. REVENDICATIONS 1. Machine électrique tournante à arbre vertical (8) tournant dans un monopalier (5), caractérisée en ce qu'elle comprend au niveau de ce monopalier (5) à la fois un coussinet antifriction (16) et un ensemble de graissage (il) de l'arbre (8) par un film renouvelé d'huile. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend dans l'ensemble de graissage (11) un dispositif collecteur et de guidage d'huile (i5) constitué par une partie à grand diamètre d'un moyeu tubulaire (17) de fixation du rotor (7), laquelle enveloppe le monopalier (5) et définit avec ce dernier un espace libre cylindrique (18). 3. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend dans l'ensemble de graissage (11) un dispositif collecteur et de guidage d'huile (15) constitué par un capuchon (26) fixé à la sortie du monopalier (5). 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend dans l'ensemble de graissage (11) un dispositif collecteur et de guidage d'huile (15) constitué par une coupelle (31) fixée sur l'extrémité polygonale du monopalier (5) et par un tube (30) fixé dans un évidement (29) du rotor (6), enveloppant ce monopalier (5) et définissant avec ce dernier un espace libre cylindrique (18).