Brevet FR2568732A1 — publié le 19860207

La présente invention est relative aux mo- teurs électriques, notamment pour des groupes moto- ventilateurs tels que, par exemple, ceux destinés à la ventilation d'un moteur à combustion interne d'un vé- hicule automobile. On connait un dispositif dans lequel un moteur électrique comprend une culasse équipée sur chacune de ses faces d'un flasque moulé dans un alliage tel que du zamac. A l'intérieur du boîtier formé par la culasse et les flasques, un arbre solidaire en rotation d'un rotor et d'un collecteur tourillonne d'une part au voisinage de son extrémité fixée à une hélice dans un roulement porté par un flasque et d'autre part, à son extrémité opposée, dans un coussinet porté par l'autre flasque. Par ailleurs, la culasse est équipée, sur sa périphérie intérieure d'un stator, en regard du rotor, et une plaque porte- balais sous la forme d'un sous-ensemble complet est disposée entre le flasque, opposé à l'hélice, et la culasse de sorte que les balais sollicités chacun par un ressort en direction du collecteur coopérent avec ce dernier. La plaque porte-balais est constituée d'une plaque sur laquelle sont sertis des guides- balais en laiton, la distribution de l'électricité pour alimenter les balais se faisant au moyen de pistes en laiton formées sur la plaque. Enfin, l'as- semblage du dispositif est assuré par des tirants qui rapprochent et solidarisent les flasques, la plaque porte-balais et la culasse étant insérées entre ces derniers. Ce dispositif qui d'une part fait appel à un roulement et à un coussinet pour supporter l'hélice à rotation et qui d'autre part utilise une plaque porte- balais dont les conducteurs électriques sont réalisés sous la forme de pistes de conduction en laiton, en- traine, du fait du nombre et de la nature des élé- ments, un prix de revient élevé et un encombrement axial important. Afin de remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour but de fournir un moteur électrique compact et dont le petit nombre d'éléments et la matière dans laquelle ils peuvent être réalisés permettent un montage simple et contribuent à un faible coût de fabrication. A cet effet, l'invention a pour objet un moteur électrique comportant une culasse à la péri- phérie intérieure de laquelle est disposé un stator, un rotor solidaire en rotation d'un arbre et d'un collecteur, et des balais sollicités chacun par un ressort en direction du collecteur montés sur un sup- port de balais centré sur l'arbre et disposé sur une face de la culasse, caractérisé en ce que l'arbre tourillonne dans un palier unique, solidaire de la culasse et situé, de préférence, dans la région du centre de gravité du rotor. Suivant d'autres caractéristiques de l'in- vention: La culasse a une forme en cloche. Le rotor et le collecteur sont fixés sur un manchon solidaire en rotation de l'arbre, le manchon comportant une partie de section élargie qui porte sur sa périphérie extérieure le- rotor et dans laquelle vient se loger une partie du coussinet. Les ressorts sont montés comprimés chacun dans un boútier muni d'au moins une face ouverte et de moyens de libération automatique du ressort lors du montage du moteur. Le support de balais comporte un couvercle muni de moyens de fixation de celui-ci sur la culasse et une plaque support, munie d'un orifice central de passage du collecteur, destinée à être maintenue entre la culasse et le couvercle. le couvercle et la plaque support comportant des moyens de guidage des balais et des moyens d'immobilisation des bottiers de ressort. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la des- cription, d'une forme de réalisation qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 est une vue en coupe longitu- dinale partielle d'un ventilateur équipé d'un moteur électrique conforme à l'invention; - la Fig.2 est une vue en plan partielle du ventilateur de la Fig.1, à plus petite échelle, le couvercle du support de balais étant enlevée pour faire apparaitre ces derniers et leur connexion; et - la Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig.2, à plus grande échelle, le cou- vercle du support de balais étant en place. Le ventilateur représenté sur les Fig. 1 et 2 comporte une hélice 1 solidaire en rotation d'un arbre 2 d'un moteur électrique conforme à l'invention. L'hélice 1 est calée sur l'arbre 2 à l'aide d'un mé- plat 2a formé sur son extrémité qui se prolonge à 1'- extérieur du moteur et est fixée de manière indémon- table par une bague de retenue la de type connu. Le moteur électrique proprement dit comporte une culasse 3 en forme de cloche munie de pattes de fixation P et dont le fond est orienté vers l'hélice 1, sa face ouverte recevant un support 4 de balais qui sera décrit en détail dans la suite. Conformément à l'invention, l'arbre 2 tou- rillonne dans un coussinet 5 fixé par sertissage au niveau d'une partie 3a centrale rentrante prévue sur le fond de la culasse 3. A cet effet, le coussinet est muni au voisinage de son extrémité orientée vers la culasse 3 d'une saillie 5a circulaire sur laquelle repose un rebord 3b de la partie 3a rentrante, ce rebord étant maintenu sur le coussinet 5 à l'aide d'une lèvre 5b annulaire venue de matière avec le coussinet 5 par sertissage. Par ailleurs, entre le coussinet 5 et le support 4 de balais, l'arbre 2 est solidaire en rota- tion, à l'aide de cannelures 2b, d'un manchon 6 qui pénètre dans une ouverture 7 centrale du support 4 de balais et qui porte un collecteur 8 de telle façon que ce dernier puisse coopérer avec des balais 9 disposés à la périphérie de l'ouverture 7. En outre, la manchon 6 se prolonge par une partie de section élargie Ga qui porte, en regard d un stator 10 équipant la culasse 3, un rotor 11, et à l'intérieur de laquelle le coussinet vient se loger, sa saillie 5a étant adjacente à l' - extrémité de la partie de section élargie Sa du man- chon 6. On voit que dans une telle disposition, le coussinet 5 est situé dans la région du centre de gravité du rotor, ce qui permet le guidage de l'arbre 2 par un palier unique tout en évitant des vibrations de l'hélice 1 hors de son plan de rotation. En se référant à nouveau aux Fig. 1 et 2, on peut voir que le support 4 de balais comprend un cou- vercle 12 muni de moyens de fixation de celui-ci sur la culasse 3 et une plaque support 13 maintenue entre la culasse 3 et le couvercle 12. Les moyens de fixation du couvercle 12 com- prennent trois pattes 12a (Fig.1) qui pénètrent cha- cune dans une encoche 13a (Fig.2) formée à la péri- phérie extérieure de la plaque support 13 pour venir s'enclencher élastiquement dans des cavités (non re- 2568732 présentées) prévues sur la périphérie intérieure de la culasse 3. De plus, deux trous 13b sont formés sur la face de la plaque support 13 en regard du couvercle 12 afin de recevoir des pions (non représentés) prévus sur ce dernier et repérer ainsi la position relative du couvercle 12 par rapport à la plaque support 13 au moment de l'assemblage final du moteur. Les balais 9, régulièrement répartis suivant des rayons autour de l'ouverture 7 qui débouche entre la plaque support 13 et le couvercle 12, sont disposés chacun dans deux paires de glissières 14 parallèles venues de matière avec la plaque de support 13 pour la première paire et, en regard de la première, avec le couvercle 12 pour la seconde (Fig.2 et 3). Chaque balai 9 est sollicité en direction du collecteur 8 par un ressort 15 disposé dans un boitier a à peu près parallélèpipédique et muni d'une face ouverte, orientée vers le balai 9, par laquelle le ressort 15 se détend pour coopérer avec le balai 9 correspondant. Chaque boitier 15a est immobilisé en arrière des balais 9 au moyen de nervures saillantes 16 venues de matière avec le couvercle 12 et la plaque support 13, ces nervures 16 étant adaptées à la forme des boîtiers 15a. Par ailleurs, les boîtiers 15a sont pourvus chacun de moyens de libération automatique des res- sorts 15 qui permettent de placer au montage les boi- tiers 15a avec le ressort 15 comprimé dans chacun d'eux pour ne libérer ces derniers qu'au moment de l'assemblage définitif, évitant ainsi les problèmes délicats bien connus de leur mise en place simultanée sans dispositif particulier. Ces moyens de libération automatique compor- tent pour chaque boîtier 15a une tige 15b disposée au voisinage de la face ouverte et parallèlement à celle-ci, ses extrémités se prolongeant de part et d'autre du boitier 15a (Fig.3) et coulissant dans des encoches 15c, parallèles à la face ouverte et formées en regard l'une de l'autre sur une paire de faces ad- jacentes à ladite face ouverte (Fig.1). De plus, des pions 17 (Fig.3) venus de matière avec le couvercle 12 sont prévus pour coopérer avec chaque extrémité des tiges 15b qui font saillie hors du boitier 15a afin de libérer le ressort 15 correspondant par la mise en place du couvercle 12. Les brins d'un câble d'alimentation électri- que pénètrent dans le moteur entre le couvercle 12 et la plaque support 13 par l'intermédiaire d'un passe- fil 19 qui est retenu élastiquement, de manière connue en soi, dans une ouverture ménagée sur la périphérie de la plaque support 13. Les brins 18 sont fixés sur des bornes 20, solidaires de la plaque support 13 à partir desquelles le courant électrique est amené aux balais 9 au moyen de fils de connexion 21. La réalisation du couvercle 12 et de la pla- que support 13 en matière plastique permet avantageu- sement de former des couloirs 21a et-des languettes 21b (Fig.1 et 2), venus de matière, pour guider de manière bien définie les fils 21 de connexion des balais 9 sur la surface de la plaque support 13 qui est en regard du couvercle 12 tout en isolant les fils 21 qui sont d'une polarité différente. Un tel moteur électrique qui ne fait appel qu'à un palier unique pour guider et supporter l'arbre permet une diminution notable de son encombrement axial, ce qui s'avère particulièrement avantageux dans certaines applications o l'arbre doit etre très court telle que, par exemple, la ventilation d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Par ailleurs, la réalisation du support de balais en matière plastique et '1 emploi d'une culasse en forme de cloche qui se substitue à la culasse classique et à son flasque avant réduit le nombre et le coût de fabrication des pièces et donc le prix de revient du moteur. REVENDICATIONS 1. Moteur électrique comportant une culasse (3) à la périphérie intérieure de laquelle est disposé un stator (10). un'rotor (11) solidaire en rotation d'un arbre (2) et d'un collecteur (8), et des balais (9), sollicités chacun par un ressort (15) en direction du collecteur (8), montés sur un support (12,13) de balais centrés sur l'arbre (2) et disposé sur une face de la culasse (3), caractérisé en ce que l'arbre (2) tourillonne dans un palier (5) unique, solidaire de la culasse (3). 2. Moteur suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que le palier (5) est situé dans la ré- gion du centre de gravité du rotor (11). 3. Moteur suivant la revendication 1 ou 2. caractérisé en ce que la culasse (3) a une forme en cloche. 4. Moteur suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que le palier comporte un coussinet (5) autolubrifié. 5. Moteur suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que le coussinet (5) est fixé au fond de la culasse (3) en forme de cloche. 6. Moteur suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le coussinet (5) comporte au voisinage d'une extrémité une saillie (5a) circulaire sur laquelle un rebord (3a) de la culasse (3) est ap- pliqué, ce rebord étant retenu sur sa face opposée à la saillie (5a) par une lèvre (5b) annulaire venue de matière avec le coussinet (5) par sertissage. 7. Moteur suivant l'une quelconque des re- vendications 4 à 6, caractérisé en ce que le rotor (11) et le collecteur (8) sont fixés sur un manchon (6) solidaire en rotation de l'arbre, le manchon comportant une partie (6a) de section élargie qui porte sur sa périphérie extérieure le rotor (11) et dans laquelle vient se loger une partie du coussinet (5). 8. Moteur suivant l'une des quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ressorts (15) sont montés comprimés chacun dans un boîtier (15a) muni d'au moins une face ouverte et de moyens de libération automatique du ressort (15) lors de du montage du moteur. 9. Moteur suivant la revendication 8, carac- térisé en ce que les moyens de libération comprennent une tige (15b) disposée au voisinage de la face ou- verte du boîtier (15a) et transversalement à celle-ci afin d'emprisonner le ressort dans le boîtier, les extrémités de la tige se prolongeant de part et d'au- tre à l'extérieur de ce dernier et coulissant dans des encoches (15c), parallèles à la face ouverte, for- mées sur une paire de faces opposées et adjacentes à cette dernière. 10. Moteur suivant la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le support de balais comporte un couvercle (12) muni de moyens de fixation de celui-ci sur la culasse (3) et une plaque support (13), munie d'un orifice central (7) de passage du collecteur (8), destinée à être maintenue entre la culasse (3) et le couvercle (12), et en ce que le couvercle (12) et la plaque support (13) comportent des moyens de guidage des balais et des moyens d'immobilisation des boîtiers (15a) de ressort (15). 11. Moteur suivant la revendication 10, ca- ractérisé en ce que les moyens de fixation du couver- cle (12) sur la culasse (3), la plaque support (13) étant interposée entre ces derniers, comprennent plu- sieurs pattes élastiques (12a) disposées à la péri- phérie du couvercle (12) et orientées axialement vers l'intérieur du moteur et des encoches (13a) formées à la périphérie extérieure de la plaque support (13) pour ménager un passage à chaque patte élastique (12a) du couvercle, cer dernières venant s'enclencher élas- tiquement dans des cavités prévues sur la périphérie intérieure de la culasse (3). 12. Moteur suivant la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que les moyens de guidage des balais (9) comprennent pour chaque balai (9) deux paires de glissières (14) parallèles, dont une est prévue sur la plaque support (13) et l'autre, en regard de la première, sur le couvercle (12). 13. Moteur suivant la revendication 12, ca- ractérisé en ce que les moyens d'immobilisation des boîtiers (15a) de ressort (15) comprennent pour chaque boîtier (15a) des nervures (16) en saillie adaptées à la forme du boîtier (15a) et disposées radialement à l'extérieur 'des glissières (14) sur la plaque support (13) et le couvercle (12). 14 Moteur suivant l'une quelconque des re- vendications 9 à 12, caractérisé en ce que les moyens de libération automatique des ressorts sont actionnés au cours du montage par des pions (17) prévus sur le couvercle (12), ces pions (17) étant diposés de telle façon que chacun de ceux-ci coopère avec les extré- mités de la tige (15b) qui se prolongent à l'extérieur des boîtiers (15a) afin de libérer les ressorts par la mise en place du couvercle (12). 15. Moteur suivant l'une quelconque des re- vendications 10 à 14, caractérisé en ce que le couver- cle (12) est muni de pions destinés à s'emboîter dans des trous (13b) prévus sur la face en regard du cou- vercle (12), de la plaque support (13) afin de repérer la position relative du couvercle (12) par rapport à la plaque support (13) au cours du montage. 16. Moteur suivant l'une quelconque des re- vendications 10 à 15, caractérisé en ce que la plaque support (13) est munie de languettes (21b) et de couloirs (21a) pour guider les fils (21) de connexion des balais (9) à partir de ces derniers jusqu'aux brins (18) d'un câble d'alimentation auquel ils sont reliés. 17. Moteur suivant les revendications 10 à 16, caractérisé en ce que le couvercle (12) et la pla- que support (13) sont en matière plastique moulée, et en ce que les moyens de fixation du couvercle (12) sur la culasse (13), les moyens de guidage (14) des ba- lais, les moyens d'immobilisation (16) des boltiers (15a) de ressort (15), les pions (17) agissant sur les moyens de libération automatique des ressorts (15), les pions de repérage de position du couvercle (12) et les languettes (21b) et couloirs (21a) de guidage des fils (21) de connexion des balais (9) sont venus de matière. 18. Groupe moto-ventilateur, caractérisé en ce qu'il comprend une hélice (1) solidaire en rotation de l'arbre (2) d'un moteur électrique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17.