Brevet FR2545663A1 — publié le 19841109

La présente invention se rapporte, d'une manière géné- rale, à des appareils à moteur électrique et elle a trait plus particulièrement à un moteur de démarreur qui comporte un enroulement de stator rigidement fixé à l'intérieur du carter et un enroulement de rotor monté sur un arbre tournant dans le carter à l'intérieur de l'enroulement de stator. Les moteurs de démarreur sont des dispositifs bien con- nus qui servent à déclencher le fonctionnement d'un moteur à turbine, tel que ceux utilisés dans les aérodynes Un mo- teur de démarreur comporte typiquement un arbre monté à rota- tion dans un carter et auquel est fixé un enroulement de ro- tor de manière à tourner avec lui L'enroulement de rotor est positionné à l'intérieur d'un enroulement de stator qui l'en- toure circonférentiellement Le carter enferme les enroule- ments et d'autres éléments électriques afin de les protéger des conditions du milieu environnant et des débris Très sou- vent, le carter a une forme générale cylindrique et il est fermé aux deux extrémités de sorte qu'une extrémité seule- ment de l'arbre s'étend à l'extérieur d'un moteur de démar- reur de manière que l'arbre puisse être accouplé, par un mé- canisme, à l'arbre de la turbine. Dans les moteurs de démarreur déjà connus, la puissance de sortie du moteur est déterminée par les dimensions et la construction des enroulements du moteur Ainsi, les enroule- ments et les noyaux magnétiques qui leur sont associés déter- minent les dimensions du carter qui est nécessaire pour enfer- mer ces éléments D'autre part, il est avantageux de réduire au minimum les dimensions et le poids de tous les éléments, quels qu'ils soient, qui sont portés par un aérodyne Ainsi, une construction de carter essentiellement conçue pour enfer- mer les éléments électriques du moteur de démarreur peut avoir pour résultat l'obtention d'un moteur de démarreur qui est très gros et volumineux Un tel moteur présente des pro- blèmes pour son positionnement et son support et il peut avoir des effets non négligeables sur les dimensions et sur les caractéristiques de maniabilité d'un aérodyne. La présente invention évite les inconvénients ci-dessus 2545 o 63 mentionnés en réalisant un moteur de démarreur qui comporte un carter magnétique tubulaire muni d'une partie de paroi plus épaisse disposée immédiatement adjacente à un enroule- ment de stator monté dans le carter Une telle construction accroit le trajet de flux à travers l'enroulement de stator et accroit ainsi le rendement de l'enroulement de stator sans nécessiter une reconstruction ou un agrandissement de l'enroulement de stator En outre, il suffit que la partie plus épaisse soit formée au voisinage immédiat de l'enroule- ment de stator, le reste du carter ayant un plus petit dia- mètre,pour réduire les dimensions et le poids du carter du moteur. En particulier, le carter est, de préférence, un carter en fer construit sous la forme d'un organe tubulaire ayant une paroi annulaire Une partie centrale de la paroi est constituée par une partie de paroi périphérique de plus grand diamètre plus épaisse qui forme une nervure annulaire entre des parties d'extrémité périphériques de plus petit diamètre Par conséquent, le carter de démarreur occupe moins d'espace que ceux des moteurs antérieurement con- nus de même puissance En outre, les parties de paroi péri- phérique de plus petit diamètre utilisent moins de matière et, de ce fait, on obtient un carter qui est plus léger que les carters de moteurs de démarreur approximativement cy- lindriques antérieurement connus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation préféré, considérée à la lu- mière du dessin annexé dans lequel: la Fig 1 est une vue en coupe axiale représentant un moteur de démarreur construit conformément àla présente in- vention; et la Fig 2 est une vue en coupe transversale du moteur de démarreur représenté sur la Fig 1 dont des parties ont été retirées pour plus de clarté. Le moteur 10 de démarreur représenté sur la Fig 1,à laquelle on se référera tout d'abord,comprend un enroulement 2545-663 12 de rotor représenté schématiquerent qui est fixé b un arbre (non représenté) monté à rotation autour d'un axe 14. L'enroulement 12 de rotor tourne à l'intérieur d'un enroule- ment 16 de stator disposé annulairement-autour de l'enroule- ment de rotor 12 Les enroulements 12 et 16, ainsi que des éléments supplémentaires,tels qu'un ensemble 18 de support de balais et de balaïs,sont enfermés à l'intérieur d'un car- ter tubulaire 20 Les extrémités ouvertes du carter 20 sont fermées par des plaques d'extrémité (non représentées) qui comprennent des paliers pour porter l'arbre à rotation autour de l'axe 14. Sur la Fig 2 à laquelle on se référera maintenant, on peut voir que le carter tubulaire 20 est formé par une pa- roi annulaire 22 La périphérie intérieure de la paroi an- nulaire 22 est en butée contre une série de noyaux 24 de sta- tor, des bobines 26 de conducteur électrique étant enroulées autour de chacun des noyaux 24: Comme représenté sur la Fig 1 à laquelle on se référera maintenant à nouveau, le carter 20 comporte une partie de paroi 28, plus épaisse, de la paroi annulaire 22 qui forme une nervure 30 s'étendant vers l'extérieur sur la périphérie du carter 20 La nervure 30 s'étend axialement sur à peu près la même distance que la longueur axiale des noyaux 24 de sta- tor Cependant, comme représenté sur la Fig 1, la nervure 30 peut être légèrement plus courte que la longueur axiale des noyaux 24 de stator pour réduire encore davantage le poids du carter 20,tant que la nervure 30 est alignée approxi- mativement centralement avec le centre axial des noyaux 24 de stator Dans tous les cas, la nervure 30 s'étend entre des parties d'extrémité 32 et 34 dans lesquelles la largeur ra- diale de la paroi annulaire 22 a été réduite Dans le mode de réalisation préféré représenté sur la Fig 1, la largeur ra- diale réduite des parties d'extrémité 32 et 34 se traduit par une périphérie de plus petit diamètre à chaque extrémité du carter 20. Comme représenté à la fois sur la Fig 1 et sur la Fig. 2, le couplage physique et, de ce fait, magnétique entre la -436 63 nervure 30 et les noyaux 24 du stator est assuré par des ald- sages disposés en coïncidence radialement alignés 4 D et, res- pectivement, 42 De préférence, la partie d'alésage 40 formée dans la nervure 30 comporte une partie suraldsée 44, comme représenté, de sorte que le dessus de la nervure 30 'délimite la partie radialement la plus extérieure du carter 20 lors- qu'un organe de fixation fileté, tel qu'un boulon (non reprd- senté) est introduit dans l'alésage 40 et vissé dans la par- tie d'alésage filetée 42. On a ainsi décrit les caractéristiques structurales im- portantes du mode de réalisation préféré de la présente inven- tion et on décrira maintenant le fonctionnement du carter de moteur de démarreur selon l'invention qui est facile à com- prendre Etant donné que la nervure 30 accroît utilement la masse des noyaux 24 de stator, le trajet de circulation pour le champ magnétique produit par le courant qui circule dans les bobines 26 est accru de sorte que les pertes de champ ma- gnétique sont réduites et que l'intensité du champ appliqué à 1 'enroulement 12 de rotor provoque 1 'exercice d'une plus grande force de répulsion sur le rotor 12 pour provoquer la rotation du rotor autour de l'axe 14 Néanmoins, étant donné que la paroi annulaire 22 n'a une plus grande épaisseur que dans la partie de nervure 30, les parties d'extrémité 32 et 34 du carter 20 sont nettement plus légères que celles des carters d'épaisseur uniforme antérieurement connus En outre, la périphérie de plus petit diamètre des parties d'extrémité 32 et 34 diminue l'espace occupé par le moteur de démarreur à l'intérieur de l'aérodyne et permet l'emploi de flasques d'extrémité plus petits et moins volumineux pour le moteur du démarreur En outre, on comprendra que la construction simple du carter permet de le réaliser sous la forme d'une pièce cou- lée simple qui peut être usinée à toute tolérance ou toutes dimensions désirées Dans tous les cas, on comprendra que la construction de carter selon la présente invention améliore le rendement et les performances du moteur de démarreur tout en enfermant les éléments du moteur de démarreur et en les protégeant des conditions du milieu environnant et des débris. Il est bien entendu que les spécialistes de la technique pourront apporter de nombreuses modifications à l'invention telle que décrite ci- dessus sans sortir pour cela du cadre de l'invention telle que définie dans les revendications an- nexées. 2545 t 63 REVENDICATIONS 1 Un moteur ( 10) de démarreur ayant un enroulement de sta- tor circonférentiel ( 16) et un enroulement ( 12) de rotor enroulé sur un rotor monté à rotation à l'intérieur de l'en- roulement de stator, caractérisé en ce qu'il comporte un car- ter tubulaire axialement allongé ( 20) fabrique en une matière magnétique, ce carter tubulaire comportant une partie ( 30) qui a une plus grande épaisseur de paroi au voisinage immé- diat de l'enroulement ( 16) de stator de sorte que cette par- tie sert à accroître le trajet du flux à travers l'enroule- ment ( 16) de stator. 2 Moteur de démarreur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la partie plus épaisse ( 30) s'étend axialement sur une distance inférieure à la longueur axiale de l'enrou- lement ( 16) de stator. 3 Moteur de démarreur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que le carter tubulaire ( 20) est formé par une pa- roi annulaire ( 22). 4 Moteur de démarreur selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que la diamètre de la périphérie intérieure de la pa- roi annulaire ( 22) est approximativement constant. Moteur de démarreur selon la revendication 4, caractéri- sé en ce que la partie plus épaisse du carter ( 20) est consti- tuée par une nervure périphérique ( 30) de plus grand diamètre. 6 Moteur de démarreur selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que la nervure ( 30) est disposée axialement entre deux parties périphériques ( 32, 34) radialement moins épaisses. 7 Moteur de démarreur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la matière magnétique contient du fer. 8 Moteur de démarreur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que la matière magnétique est du fer. 9 Moteur de démarreur selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que la nervure ( 30) est cylindrique.