Brevet FR2560462A1 — publié le 19850830

MOTEUR A COLLECTEUR ASSOCIE A UNE GENERATRICE TACHYMETRIQUE ET SON PROCEDE DE FABRICATION. L'invention est relative à un moteur à courant continu, notam- ment du type série, ou à un moteur universel, associé à une génératrice tachymétrique fournissant un signal de vitesse de rota- tion du moteur pour réguler cette dernière. On sait qu'un moteur à courant continu comprend un inducteur statoriqueformé le plus souvent d'enroulements bobinés sur des pôles d'un circuit magnétique - générateur d'un champ magnétique continu, ainsi que des bobines rotoriques constituées par des enrou- lements dont les bornes d'extrémités sont reliées à des lames de collecteur diamétralement opposées et sur lesquelles frottent des balais de position fixe destinés à alimenter séquentiellement en courant les bobines rotoriques ou à court-circuiter séquentiellement ces dernières. La rotation du moteur est obtenue par l'action du champ magnétique sur chaque bobine parcourue par un courant ou en court-circuit. Un moteur à courant continu du type à excitation série est un moteur dans lequel l'alimentation des inducteurs est en série avec l'alimentation des bobines rotoriques. Un moteur universel a la même structure qu'un moteur à courant continu à excitation série, mais il est alimenté en courant alternatif. On sait également que de tels moteurs ont une vitesse de rotation fortement dépendante de la valeur du couple résistant. C'est pourquoi ces moteurs sont souvent associés à des moyens de régulation permettant de maintenir constante la vitesse. Ces moyens de régulation comprennent habituellement une génératrice tachymétrique présentant un aimant monté sur l'arbre du moteur et entouré par une bobine. La rotation de l'aimant devant la bobine induit dans cette dernière un courant dont l'intensité est fonction de la vitesse qui est utilisé pour commander la durée de conduction, à chaque alternance d'un courant périodique, d'un triac en série avec l'alimentation du moteur afin de maintenir constante sa vitesse. On a constaté qu'avec les moteurs universels ou à courant continu connus jusqu'à présent le niveau de bruit en fonctionnement est trop élevé pour certaines applications, notamment les appli- cations domestiques. En outre, l'un des paliers s'encrasse rapi- dement, ce qui peut en provoquer une usure prématurée et consti- tuer ainsi une cause supplémentaire de bruit. L'invention contribue à remédier à ces inconvénients. Elle est caractérisée en ce que l'aimant de la génératrice tachymétrique est monté sur l'arbre du moteur entre le collecteur et un palier tel qu'un roulement à billes. L'aimant de la génératrice ainsi que la bobine de cette dernière constituent ainsi des écrans entre le collecteur et le palier; ces écrans s'opposent à la propa- gation vers le palier, des poussières engendrées par le frottement des balais contre les lames du collecteur, ce qui diminue l'usure de ce palier et s'oppose à l'augmentation corrélative du bruit. De plus, la génératrice tachymétrique est montée dans le même boîtier que le moteur, ce qui évite un boîtier supplémentaire pour cette géné- ratrice. On peut encore diminuer le bruit en montant l'ensemble moteurgénératrice de la façon suivante: l'ensemble rotorique du moteur qui comprend les bobines rotoriques, le collecteur, les deux paliers, l'aimant de la génératrice tachymétrique entre le collecteur et un palier et, éventuellement, une poulie d'entraînement d'une charge est monté sur l'arbre séparément de l'ensemble statorique, puis est équilibré dynamiquement pour éviter les balourds et, enfin, on procède à l'assemblage définitif du moteur par introduction de l'ensemble rotorique dans le boîtier. Dans la technique antérieure la génératrice tachymétrique constituait un élément rapporté qui n'était pas pris en compte pour l'équilibrage dynamique lors de la fabrication du moteur. De cette manière l'aimant de la génératrice pouvait provoquer des balourds générateurs de bruit. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîT- tront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant à la figure unique qui est une vue en coupe axiale d'un moteur selon l'invention. L'exemple que l'on va décrire en relation avec les figures est un moteur universel, c'est-à-dire un moteur qui peut être alimenté soit en courant continu soit en courant alternatif et est d'utilisation courante pour les applications domestiques, notamment pour cons- tituer le moteur d'entra.înneEnt de tambours de machines à laver le linge. Ce moteur comporte un szator 10 du type feuilleteé, composé de faeuifes en matérau magnetique ou maZnètisable sétendant perpendiculairement à l'Mae i du meteur et malintenues en empilage grace à un enrobage i2 en matière thermo-plastique ou polymé- risable présentant, d'une part, deux parois d'extrémités 13 et 14 appliquées contre les faces externes des feuilles extrêmes et, d'autre part, des barres transversales 15. Le stator feuilleté comrporte deux pôles (non visibles sur le dessin} sur lesquels sont..sines das enroulements inducteurs 90 L'enrobage 12 orm.e un support pour des éléments de bol- tier 16 et 17, qui darna!exemope srnt métalliques et ont chacun une ïc, r7,ie Je;-M;'ie de cyli:dre ne 'eaden' que sur une fraction de la âI?érie cu umot-eun:: directicn axe-a.e ehacun d? ces éde ments 16 et 17 s'étend sur une plus grande longueur que l'induc- teur 10.!a partie débordante du coté de la paroi 11, étant plus importante que celle d-l cté de la paroi 13. De la paroi laterale 14 de l'enrobage 12 est solidaire un dispositif de connexion 17 pour guider et raccorder les conducteurs d'alimentation et/ou de commande. En outre, ce dispositif 17 sup- porte!s porte-balais 18, 19. Le moteur comporte, en outre, un rotor bobiné 20 avec des enroulements 21 reliés aux lames 22 d'un collecteur 23 contre les- quelles sont appliqués les balais 24, 25. Le dispositif 17 présente une face transversale d'extrémité 26 qui a la même position, en direction axiale, que l'extrémité du collecteur 23 opposée aux enroulements 21du rotor 20. A la paroi d'extrémité 26 est fixée la bobine 27 d'une géné- ratrice tachymétrique 28 dont l'aimant 29 est monté sur l'arbre 32 du moteur. Pour la fixation de la bobine 27, de la face 26 de la pièce 17 sont en saillie des pattes 50 de direction axiale dont chacune se termine par un retour 51 formant crochet. Chaque patte 50 est flexible en direction radiale pour permettre l'installation de la bobine 27 qui est ainsi emprisonnée entre, d'une part, la face 26 et, d'autre part, les crochets 51. Le bottier de la bobine 27 présente une paroi latérale 52 qui, en direction radiale, s'étend de part et d'autre de la périphérie 54 du collecteur 23 pour constituer un écran effi- cace aux poussières provenant du frottement des balais 24, 25 contre les lames du collecteur afin qu'elles ne se propagent pas vers un roulement à billes 33 monté sur l'arbre 32 à l'opposé du col- lecteur 23 par rapport à l'aimant 29. La bague externe de ce roulement 33 est logée dans un prolongement cylindrique 34 d'un flasque d'extrémité 35, métallique ou plastique, avec des rebords externes 36 et 37 fixés aux extrémités des éléments de boi- tier 16 et 17. L'aimant 29 présente une partie centrale 291 de plus grand diamètre qui est entourée par la bobine 27 et des parties latérales de plus petit diamètre, respectivement 292 s'appuyant contre la face d'extrémité du collecteur 23 et 293 en appui contre la bague interne de roulement 33. De cette manière l'aimant 29 forme une entretoise entre, d'une part, le collecteur 23 et, d'autre part, le roulement 33. En variante, au lieu de pattes 50 en saillie de la face d'ex- trémité 26 de la piece 17, pour fixer le boîtier de la bobine 27 à la pièce 17 on prévoit des saillies (non représentées) de la paroi 52 coopérant avec des trous (également non représentés) de la paroi d'extrémité 261 de la pièce 17. Le prolongement 34 est lui-même prolongé par une autre partie cylindrique 38 de plus petit diamètre entourée par une bague élastique 39 pour la suspension du moteur. Entre les parties cylin- driques 34 et 38 se trouve un épaulement 40 constituant une butée pour la bague externe du roulement 33. A l'opposé du collecteur 23 par rapport au rotor 20 sur l'ar- bre 32 est montée la bague interne d'un autre roulement à billes 41 dont la bague externe est logée dans un prolongement 42 d'un flasque 43 analogue au flasque 35. Le nez cylindrique 42 est pro- longé par une autre partie cylindrique 44 de plus petit diamètre entourée par une bague élastique 45 analogue à la bague 39. Enfin l'extrémité de l'arbre 32 du côté du flasque 43 porte une poulie 46 d'entraînement d'une courroie de tambour de machine à laver le linge. Pour la fabrication de ce moteur, on monte séparément les parties tournantes et les parties fixes. Pour la partie tournante, avant son assemblage avec le reste du moteur, on monte sur l'arbre 32 le palier 33, l'aimant 29 de la génératrice tachymétrique 28, le collecteur 23, le rotor 20 avec les enroulements 21 reliés aux lames 22 du collecteur, le roulement à billes 41 et la poulie 46. Avant le montage on effectue un équi- librage dynamique de cette partie tournante de façon à éviter les balourds. Ainsi, après le montage final, il n'est plus nécessaire d'ef- fectuer de nouvel équilibrage car aucune pièce supplémentaire n'est, après ce montage, disposée sur l'arbre 32 alors que dans la technique antérieure, la génératrice tachymétrique était montée ultérieu- rement à l'équilibrage. Le frottement des balais 24 et 25 contre les lames 22 du collecteur 23 engendre des poussières dont la propagation vers le roulement 33 est empêché grâce à l'interposition de la génératrice tachymétrique 28 entre le collecteur et ce palier 33. En d'autres termes, la bobine fixe 27 et l'aimant tournant 29 constituent des écrans pour les poussières provenant des balais 24 et 25. En outre la rotation de l'aimant 29 amène un effet déflecteur repoussant les poussières en direction radiale vers l'extérieur, cet effet s'ajoutant à l'effet d'écran. L'équilibrage dynamique de la partie tournante du moteur avant son assemblage à la partie non tournante facilite la fabri- cation et, en outre, contribue à réduire le bruit qu'engendre le fonctionnement du moteur. L'interposition de la génératrice tachy- métrique 28 entre le roulement 33 et les balais 24, 25 augmente la durée de vie du palier 33 et diminue le risque de nuisance sonore que peut provoquer un roulement encrassé ou usé. REVENDICATIONS 1. Ensemble formé par un moteur électrique à collecteur (23) dont les lames (22) sont en contact avec des balais (24, 25) et à arbre (32) monté dans un palier (33) au voisinage du collecteur (23), et par une génératrice tachymétrique (28), dont le rotor (29) est monté sur l'arbre du moteur, caractérisé en ce que la génératrice tachymétrique (28) est disposée entre le collecteur (23) et ledit palier (33). 2. Ensemble selon la revendication I1 caractérisé en ce que la génératrice tachymétrique (23) comporte un aimant (29) monté sur 1i I l'arbre (32) entre le palier (33) et le collecteur (23) qui est entouré par une enroulement (27) noni tournant. 3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une paroi latérale (52) de la partie non tournante (27} de la génératrice tachymétrique (23) est en regard de la périphérie (54) du collecteur (23). 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la partie non tournante (27) de la géneératrice tachymétique est solidaire d'une pièce (17) i'eée à une paroi latérale (14) du stator (12) et qui, de prefrence, porte les LaLais (2, 25). 5. Ensenmble selon la evendicaon 4 caractérisé en ce que ladite pièce (17) cormporte une paroi (26) d'extrémité présentant des pattes ax.ales (50) élastiques en direction radiale pour maintenir la partie non tournante (27) entre la paroi (26) d'extrémité es des re- ": vrds s. 3de ces pai'es. 6. Ensemnble selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie non tournante S,7) de la génératrice tachyrnétrique'comporte une paroi laterale (52) présentant des saillies coopérant avec des trous de la paroi d'extrémité (2f1) de la pièce (17). 7, Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que il'aimnant (29) de la g,énratrice tachymétrique (28) forme une entre- toise séparant le cole'-ur (23) du palier (33). 8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'aimant (29) présente une partie centrale (291) de plus grand dia- mètre entourée par l'enroulement non tournant (27) et des parties latérales (292 et 293) de plus faible diamètre. 9. Procédé de montage d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, préalablement à l'assemblage des parties tournante et non tournante, on monte sur l'arbre (32): le palier (33), le rotor (29) de la génératrice tachy- métrique, le collecteur (23), le rotor (20) du moteur et son enrou- lement (21), éventuellement un second palier (41) ainsi qu'un moyen d'entraînement (46) d'une charge et on effectue un équilibrage dynamique de cet ensemble monté sur l'arbre (32) de façon à éviter les balourds.