Brevet FR2530885A1 — publié le 19840127

SOUS-ENSEMBLE D'ALItMENTATION POUR MOTEUR ELEC1IQUE, ET MOTEUR COMPRENANT UN TEL SOUS-ENSiBLE. La présente invention concerne un sous-ensemble d'alimentation électrique des enroulements du rotor d'un moteur électrique, ainsi qu'un moteur électrique comprenant un tel sous-ensemble. Les moteurs électriques sont souvent utilisés dans des applications dans lesquelles ils doivent obligatoirement avoir un faible coût. Ainsi, les véhicules automobiles modernes comportent un nombre de plus en plus grand de moteurs électriques pour la commande des servitudes. Bien entendus ces moteurs doivent avoir un faible coût ; cependant, ces moteurs doivent être fiables et, par conséquent, robustes car ils Supportent des contraintes importantes, notamment des vibrations. Les moteurs électriques actuellement connus nécessitent généralement des opérations délicates de montage qui augmentent leur prix et qui nécessitent souvent des pièces satisfaisant à des tolérances serrées. L'invention concerne un sous-ensemble d'alimentation du rotor d'un moteur électrique, qu9 facilite le montage dudit moteur. Ce sous-ensemble est formé de pièces sim ples qui n'ont pas à respecter des tolérances serrées. La réalisation des pièces est commode par mise en oeuvre dlopé- rations peu conteuses telles que la découpe d'une plaque ou le moulage d'une pièce de matière plastique. En conséquence, la simplicité de montage et la simplicité des pièces permettent une réduction importante du coût des moteurs réalisés. Plus précisément, l'invention concerne un sous ensemble d'alimentation électrique du rotor d'un moteur électrique, ce sous ensemble étant destiné à être fixé au stator du moteur et étant caractérisé par le fait fusil comprend - une plaque isolante porte-balais ayant un trou central destiné au passage du collecteur du rotor et supportant au moins deux balais, - un capuchon de positionnement ayant un trou central destiné au passage du collecteur du rotor, ce capuchon étant assemblé par encliquetage sur la plaque porte balais dans une position telle que le capuchon et la plaque délimitent entre eux une cavité, - un organe isolant disposé en partie dans ladite cavité et en partie hors de celle-ci et destiné à délimiter au moins un passage reliant la cavité à ltextérieur du sousensemble, et - des éléments conducteurs reliés--^ chacun à un balai et disposés dans ledit passage afin qu'une partie au moins des éléments conducteurs soit accessible à l'extérieur du sous-ensemble. I1 est avantageux que l'assemblage par encliquetage du capuchon sur la plaque soit assuré par des pattes élastiques solidaires du capuchon et encliquetées dans des encoches de la plaque, lesdites encoches étant disposées, par exemple à la périphérie de ladite plaque ; le capuchon comporte avantageusement un manchon isolant, qui est destiné à être en appui contre la plaque, ledit manchon formant un soutien qui sépare la cavité susmentionnée et la zone centrale formée par les deux trous centraux du capuchon et de la plaque et destinée au passage du collecteur. Les éléments conducteurs se terminent avantageusement vers l'extérieur par des parties rigides formant des fiches, et l'organe isolant assure le positionnement desdites parties rigides de manière qu'elles soient parallèles, pour former un connecteur enfichable.L2organe isolant est, de préférence, bloqué entre la plaque et le capuchon, lorsque ledit capuchon est encliquete sur ladite plaque, afin que le sous-ensemble forme un tout manipulable séparément. Sur la plaque porte-balais, chaque balai peut avantageusement prendre soit une position de travail dans laquelle le balai est repousse radialement vers le trou central par un ressort, soit une position de montage dans laquelle le même ressort pousse latéralement le balai et le maintient ù distance du trou central. Le capuchon de positionnement et l'organe isolant sont avantageusement des organes de matière plastique moulée. L'invention concerne aussi un moteur électrique à collecteur comprenant un sous-ensemble d'alimentation électrique du rotor du type précédemment défini. Il est avantageux que le stator du moteur ait une forme de cuvette cylindrique ayant une extrémité fermée et une extrémité ouverte, et que le sous-ensemble d'alimenta- tion soit disposé en appui contre lrextrémité ouverte de ,manière que la plaque porte-balais soit disposée à lginte- rieur de la cuvette et que l'extrémité ouverte du stator enserre extérieurement les pattes d'encliquetage de la pla que porte-balais. En outreS la cuvette supporte avantageusement un premier palier de rotor monté à son extrémité fermée, et un flasque est disposé sur l'extrémité ouverteS vers l'exté- rieur par rapport au sous-ensemble dlalimentation, et porte un second palier de rotor, ledit flasque étant assemblé sur l'extrémité ouverte du stator pour maintenir le sous-en- semble d'alimentation en appui contre la cuvette le flas que portant, en outre > les organes de fixation du moteur. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'inven- tion, on va décrire maintenant, à titre d'exemples illus tractifs et non limitatlfs, un mode de réalisation et une variante, représentés sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 est une coupe, selon I-I de la figure 2, d'un moteur selon l'invention - la figure 2 est une coupe selon II"II de la figurelgperpendiculairement à l'axe du rotor - la figure 3 est une élévation frontale d'un capuchon du moteur des figures 1 et 2 > ledit capuchon appar tenant au sous-ensemble d'alimentation selon l'invention - la figure 4 est une coupeS selon IV-IV9 du capuchon de la figure 3 - la figure 5 est une coupe partielle correspon dant au coin inférieur gauche de la figure lS représentant une variante de sous-ensemble selon l'invention ; et - les figures 6 et 7 sont des perspectives de l'organe isolant utilisé dans la variante de la figure 5. Le moteur représenté en coupe longitudinale sur la figure 1 et en coupe transversale sur la figure 2 compor te une cuvette cylindrique 10 portant les aimants permanents 12 du stator du moteur à courant continu représenté. Cette cuvette 10 a une extrémité fermée 14, à droite sur la figure 1 > formant un logement lfia, et une extrémité ouverte 16 qui forme une platine d'appui 18. Un rotor est monté dans le stator et comprend un noyau feuilleté 20 sur lequel sont formés des enroulements 22, l'ensemble étant disposé sur l'arbre 24 du moteur. Un collecteur 26 est fixé sur l'arbre 24. Ces différents élé- ments 20, 22 24 et 26 forment ensemble le rotor du moteur. Le rotor est supporté dans le stator par deux paliers ; le premier palier 27 est un coussinet sphérique retenu dans le logement 14a de l'extrémité fermée 14 de la cuvette 10 par une rondelle élastique 28. A l/autreextrémité, un flasque 30 porte un second palier 32, qui est aussi constitué par un coussinet sphérique. Ce coussinet est retenu dans une cavité du flasque 30 par une rondelle élastique 34, et il est retenu sur l'arbre 24 du rotor par deux rondelles 36 et 40 maintenues contre le palier par des circlips 38 et 42. En outre, le flasque 30 comporte des orifices 41 permettant le passage de boulons qui sont disposés dans des orifices complémentaires de la cuvette 10 de manière que le flasque 30 puisse être assemblé sur celle-ci.De plus, le flasque 30 comporte des trous 43 destinés au passage des boulons de fixation du moteur. Les différents éléments décrits précédemment sont de type classique. Par exemple, la cuvette et le flasque sont formés d'acier embouti et les autres éléments sont du type couramment utilisé dans la technique cet effet. L'invention concerne principalement le sousensemble d'alimentation électrique du rotor, monté entre la. cuvette 10 et le flasque 30. Plus precisément, ce sousensemble d'alimentation comporte d'abord une plaque plane 449 par exemple découpée dans une plaque de bakélite. Comme représenté sur la figure 2, cette plaque 44 comporte un trou central 46 destiné au passage du collecteur 26 et, à sa périphérie, des encoches 48. La plaque est percée de trous 50 destinés à loger des ressorts 52. Claque ressort est destiné, par son extrémité 54, à repousser radialement vers le co-llecteur 26 un balai 56. Les balais représentés sur la figure 2 sont dans leur position de coopération avec le collecteur 26, cependant, les balais peuvent prendre une seconde position.En effet, lorsqu'ils sont écartés à distance du collecteur, l'extrémité 54 du ressort n'appuie plus sur la face d'extrémité du balai 56 mais sur sa face latérale si bien que celui-ci est coincé dans son évidement de guidage 56a formé dans la plaque 44 et reste dans cette position de montage, à distance du collecteur, tant qu'il n'a pas eté repoussé vers l'intérieur Cependant, tout autre dispo- sitif de rappel et de montage de balai convient dans le cadre de l'invention. Le sous-ensemble d'alimentation selon l'invention comporte, en outre, un capuchon 58 forme d'une matière plastique moulée. Ce capuchon 58 comporte quatre pattes élasti- ques 60 destinées à s'enclencher dans quatre encoches 48 pratiquées à la périphérie de la plaque 44. Chacune des pattes 60, dans le mode de réalisation représenté, a une partie épaissie formant butée et entretoise 62, retenant la plaque 44 à distance du capuchon 58. La partie centrale du capuchon 58 comporte un trou délimité par un manchon 64. Celui-ci constitue aussi une entretoise si bien que la cavité 66 délimitée entre la plaque 44 et le capuchon 58 ne communique pas avec le trou central 9 les éléments conduc teurs, qui peuvent se trouver dans la cavité 66, ne peuvent donc pas venir au contact du collecteur, qui se trouve dans le passage central. La partie inférieure du capuchon 58 de la figure 1 a une forme complémentaire de celle d'un organe isolant 68. Celui-ci a un corps 70, qui est coince entre le capuchon 58 et la plaque 44 et qui se termine, à l'extérieur de la cuvette 10, par un prolongement 72.Le fil conducteur souple 74 fixé à chaque balai 56 est soudé à une barrette conductrice rigide 76 portée par le capuchon 58 et repliée comme représenté sur les figures 1 et 2 9 cette barrette rigide 76 se termine par une fiche 78 Une partie repoussée 80 de chaque fiche 78 retient celle-ci dans le prolongement 72, contre une saillie formée dans l'organe isolant 68. Corme représenté sur la figure 2, le prolongement 72 et les fiches 78 forment ainsi un connecteur mâle permettant lSali- mentation des balais 56 et, en conséquence, du rotor du mo- teur électrique. Il faut noter que les fiches 78 représentées sur le dessin sont disposées dans un même plan mais, dans une variante, elles pourraient titre parallèles et perpendi culaires au plan commun des fiches représentées sur le des Sin comme dans un connecteur de type classique. Il faut noter également que l'organe isolant 68 est retenu entre le capuchon 58 et la plaque 44 lorsque ces deux éléments sont enclenchés l'un contre l'autre. Ces trois organes forment donc, avec les éléments conducteurs, un Sousensemble d'alimentation électrique formant un tout qui peut entre manipulé séparément, notamne-nt lors du montage du mo- teur représenté sur les figures 1 et 2. Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2 l'alimentation du moteur est assurée par enfichage d'un connecteur femelle sur les fiches 78. Les figures 5 à 7 représenté tent une variante dans laquelle des fils souples sortent du moteur et peuvent entre raccordés à tout organe convenable. Plus précisément, la figure 5 représente une variante de réalisation de la partie du dispositif qui est représentée dans le coin inférieur gauche de la figure 1. Sur la figure 5, les références 44 et 58 désignent à nouveau respectivement une plaque porte-balais et un capuchon de positionnement ; les références 10 et 30 désignent aussi respectivement les parties visibles de la cuvette de stator et du flasque de fixation. La référence 82 désigne, dans son ensemble, l'organe isolant qui est représenté plus en détail sur les figures 6 et 7. Cet organe isolant 82 délimite un passage 84 dans lequel sont placés deux fils 86 d'alimenta- tion électrique. L'organe isolant 82 a une forne sensible ment parallélépipédique évidée délimitant, sur un côte, le passage 84 qui a avantageusement des entrées arrondies destinées à empocher que les fils 86 puissent être abtnés. Sur la face opposée au passage 84, une saillie 88 a un bord arrondi dont le rayon est tel qu'il peut se loger contre l'extrémité ouverte 16 de la cuvette 10, à l'intérieur comme représenté sur la figure 5. Des saillies 90 et 92 permettent 1 'accrochage mécanique de l'organe isolant 82 sur le capuchon 58 afin qu'il soit solidaire du sous-ensemble d'alimentation lorsque le capuchon 58 est encliqueté sur la plaque portebalais 44.Des ailes 94 permettent le renforcement méceni- que de l pièce et des évidements permettent son allègement. On considère maintenant le montage du moteur représenté sur les figures 1 et 2 ou de la variante correspondant aux figures 5 à 7. Le sous-ensemble d'alimentation électrique selon l'invention est d'abord monté par enclique tage, sur la plaque porte balais 44, du capuchon 58 ; la plaque 44 a été antérieurement munie des ressorts 52, des balais 56 et des fils conducteurs 74 et on a soudé les fils 74 sur les barrettes 76. L'organe isolant 68 est alors coincé entre le capuchon 58 et la plaque 44 : le sous-ensem- ble peut etre manipulé comme un tout.Il est alors glissé sur l'arbre 24 du rotor qui comporte déjà son noyau 20, ses enroulements 22 et son collecteur 26. Le sous-ensemble est enfoncé jusque extrémité du collecteur et il permet alors le montage du coussinet 32 par mise en place, successivement, du circlips 42, de la rondelle 40, de la rondelle élastique 34, du coussinet 32, du flasque 30, de la rondelle 36 et du circlips 38. A ce moment, le rotor est retourné de manière que l'extrémité qui est à droite sur la figure 1 se trouve en haut, et le stator, dans lequel le coussinet 27 est retenu par la bague 3 & est glissé sur le rotor.La platine 18 de l'extrémité ouverte 16 de la cuvette 10 vient se loger autour du sous-ensemble d'alimentation pendant que l'extrémité de l'arbre 24 pénètre dans le coussinet 27 l'extrémité 16 du stator enserre alors les pattes dsencli- quetage 60 qui ne peuvent plus s'écarter ce qui assure le maintien parfait de la plaque 44. Des boulons sont enfin mon tés dans les trous 41 pour solidariser le stator et le flas que 30. Le montage du moteur est alors terminé. Ainsi, on note que le montage dDun moteur selon l'invention est très simple r,rAce à la réalisation initiale du sous-ensemble d'alimentation électrique selon l'invention. les éléments qui constituent ce sous-ensemble sont très sim plues, peu coûteux et de fabrication aisée ; ils ne doivent pas respecter des tolérances serres. En conséquence, les moteurs ainsi réalisés sont de faible cotit, tout en ayant un fonctionnement très fiable. I1 est bien entendu que le sous-ensemble et le moteur électrique ci-dessus décrits peuvent donner lieu à toute modification désirable, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Sous-ensemble d'alimentation électrique du rotor d'un moteur électrique, ce sous-ensemble étant destiné à être fixé au stator du moteur et étant caractérisé par le fait qu'il comprends en premier lieu, une plaque isolante (44) porte-balais ayant un trou central destiné au passage du collecteur du rotor et supportant au moins deux balais (56), en second lieu, un capuchon (58) de positionnement ayant un trou central destiné au passage du collecteur (26) du rotor, ce capuchon étant assemblé par encliquetage sur la plaque porte-balais dans une position telle que le capuchon (58) et la plaque (44) délimitent entre eux une cavité (66), en troisième lieu, un organe isolant (68) disposé en partie dans ladite cavité (66) et en partie hors de celle- ci et destiné à délimiter au moins un passage reliant ladite cavité à l'extérieur du sous-ensemble > et enfin------------ des éléments conducteurs (76) reliés chacun à un balai (56) et disposés dans ledit passage afin qu une partie au moins des éléments conducteurs (76) soit accessible à l'ex- térleur du sous-ensemble. 2. Sous-ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lgassemblage par encliquetage du capuchon et de la plaque est assuré par des pattes élasti vues (60), qui sont solidaires du capuchon (58) et qui stencliquètent dans des encoches (48) de la plaque (44). 3. Sous-ensemble-selon llune des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait le capuchon (58) comporte un manchon isolant (64) destiné à être en appui contre la plaque (44), ledit manchon formant un soutien qui sépare la cavité (66) et la zone centrale formée par les deux trous centraux du capuchon (58) et de la plaque (44) et destinée au passage du collecteur (26). 4. Sous-ensemble selon lVune des revendications L à 3, caractérisé par le fait que les éléments conducteurs (76) se terminent vers l'extérieur par des parties rigides (78) en forme de fiches, l'organe isolant (68) assurant le positionnement desdites parties rigides de manière qu elles soient parallèles pour former un connecteur enfichable. 5. Sous-ensemble~selon lgune des revendications l à 4, caractérisé par le fait que l'organe isolant (68) est bloqué entre la plaque (44) et le capuchon (58), lorsque ledit capuchon (58) est encliqueté sur ladite plaque (44). 6. Sous-ensemble selon l'une des revendications 1 5, caractérisé par le fait que chaque balai (56) de la plaque por.-te-balais (44) peut prendre soit une position de travail dans laquelle ledit balai (56) est repoussé radialement vers le trou central de la plaque par un ressort (52), soit une position de montage dans laquelle la même ressort(52) pousse latéralement le balai (56) pour le maintenir à distance dudit trou central. 7. Sous-ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le capuchon (58) de positionnement et l'organe isolant (68) sont réalisés en matière plastique moulée. 8. Moteur électrique à collecteur, caractérisé par le fait qu'il comprend un sous-ensemble d'alimentation électrique selon l'une des revendications 1 à 7. 9. Moteur selon la revendication 8, comportant un sous-ensemble selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le stator a la forme d'une cuvette cylindrique- (10), dont une extrémité (14) est fermée et l'autre (16) est ouverte, le sous-ensemble d'alimentation étant disposé en appui contre l'extrémité ouverte (16) de maniète que la plaque porte-balais (44) soit à l'intérieur de la cuvette (10), 11 extrémité ouverte (16) du stator enserrant extérieurement les pattes d'encliquetage (60). 10. Moteur selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que la cuvette (10) supporte un premier palier (27) de rotor monté à l'extrémité fermée (14) de la cuvette, un flasque (30) étant disposé sur ltextrémité ouverte (16), à l'extérieur du sous-ensemble d'alimentation, et portant un second palier de rotor (32), le flasque (30) étant assemblé sur l'extrémité ouverte (16) du stator maintenir le sous-ensemble d'alimentation en appui contre la cuvette (10j, le flasque (30) portant les organes de fixation (43) du moteur.