Brevet FR2593432A2 — publié le 19870731

FR 2593432 A2 19870731 FR 8601649 A 19860130 PROCEDE D'ENROBAGE ETANCHE DU STATOR D'UN MOTEUR ELECTRIQUE ET MOTEUR ELECTRIQUE OBTENU A L'AIDE DE CE PROCEDE La présente invention vise à améliorer le procédé d'enrobage étanche du stator d'un moteur électrique par moulage par injection décrit dans le brevet principal. Dans ce brevet principal, qui vise à obtenir à faible coût et de façon simple un enrobage de moteur étanche, le stator du moteur électrique est placé, sur un noyau porte-stator, à l'intérieur de la cavité délimitée par les empreintes de deux demi-moules d'un dispositif d'enrobage. Le noyau porte-stator comporte un épaulement apte à venir en appui contre la face du circuit magnétique du stator qui est opposée à l'orifice d'injection du dispositif d'enrobage, de façon à éviter le recul du stator sous la poussée d'injection lors de l'enrobage. Ce noyau porte-stator comporte également, de part et d'autre de sa partie enfilée dans le circuit magnétique du stator, deux épaulements dont la contreforme est destinée à recevoir les paliers du rotor. Enfin, un canal de passage du câble d'alimentation en courant du stator est aménagé dans le plan de joint du dispositif d'enrobage. Une fois le dispositif d'enrobage fermé, un matériau d'enrobage, qui est un matériau plastique, est injecté sous pression dans celui-ci et vient remplir le volume compris entre les empreintes des demi-moules et l'extérieur du stator. Ce procédé permet donc d'obtenir un enrobage du stator suffisamment étanche dans la plupart des cas. Cependant, il s'est avéré, dans la pratique, que l'enrobage du câble d'alimentation situé dans le plan de joint des deux demi-moules présentait une étanchéité et une tenue mécanique insuffisantes, notamment lorsque le moteur était immergé dans un liquide, et qu'il constituait, de plus, une gêne importante lors de la fabrication. Le but de la présente invention est donc de remédier à ces inconvénients et d'améliorer l'étanchéité du moteur ainsi enrobé, notamment au niveau de son alimentation en courant électrique, tout en conservant le faible prix de revient et la facilité de mise en oeuvre du procédé d'enrobage précédemment décrit. Le procédé d'enrobage selon la présente invention consiste à rendre rigides les parties du stator devant être enrobées de façon étanche. Ce procédé est basé sur l'observation surprenante, qui a été faite par l'inventeur, que le coulage de matériaux d'enrobage en matière synthétique sur des parties dures permet d'obtenir un enrobage étanche de celles-ci. En effet, ces matériaux synthétiques ont, au contraire, la réputation de ne permettre de réaliser que des enrobages non étanches car ils sont, en général, moulés sur des parties compressibles ; ainsi par exemple, dans le cas de connecteurs électriques surmoulés sur leur câble d'alimentation électrique, la jonction entre le connecteur et l'enveloppe, qui est compressible, du câble d'alimentation n'est pas étanche. Une telle propriété peut s'expliquer par l'effet de retrait, primaire et secondaire, qui se produit sur de tels matériaux plastiques lors de leur refroidissement, c'est-à-dire lors de leur passage de l'état liquide à l'état solide. En effet, en cas de moulage sur une partie compressible, le retrait du matériau lors de son refroidissement provoquera une compression de la partie sur laquelle il est moulé, ce qui conduit à une liaison non intime entre ceux-ci. Au contraire, en cas de moulage sur une partie dure, non compressible, le retrait qui se produit dans le matériau lors de son refroidissement crée au sein de celui-ci des contraintes qui l'appliquent contre la partie sur laquelle il est moulé et réalisent ainsi entre cette partie et le matériau d'enrobage une liaison intime étanche. Selon une forme d'application préférée de ce procédé, deux broches métalliques reliées chacune à l'enroulement du stator sont placées dans le plan de joint du dispositif d'enrobage, ces broches métalliques étant destinées à faire saillie du stator une fois celui-ci enrobé, de façon à constituer une prise mâle de connexion électrique apte à se raccorder à une prise de connexion électrique femelle associée. De cette façon, l'enrobage du stator au niveau de son raccordement électrique s'effectue sur une partie dure, puisque métallique, et, par conséquent, de façon parfaitement étanche, ce qui n'était pas le cas pour l'enrobage, sur un câble d'alimentation électrique revêtu d'une enveloppe compressible, réalisé précédemment. Avantageusement, les prises de connexion électrique mâle et femelle présentent sur leur périphérie des profils d'encliquetage complémentaires. Par exemple, la prise de connexion mâle présentera à une certaine distance de son extrémité en bout une gorge annulaire et la prise femelle une saillie ou bourrelet annulaire complémentaire, orientée radialement vers l'intérieur et de section transversale complémentaire de celle de la gorge annulaire. De préférence, le diamètre intérieur de la saillie annulaire sera inférieur au diamètre du fond de la gorge de façon à avoir une liaison par enfoncement à force des deux prises et, par conséquent, une liaison indéfaisable dans des conditions d'utilisation courante. La prise de connexion femelle est également réalisée par enrobage de douilles reliées à l'extrémité d'un câble électrique, une bague métallique rigide étant fixée sur la périphérie du câble au niveau de son extrémité afin d'obtenir l'étanchéité. De toute façon, l'invention sera bien comprise et d'autres caractéristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé montrant à titre d'exemples non limitatifs plusieurs formes de réalisation d'un moteur électrique enrobé à l'aide du procédé pefectionné selon la présente addition Figure 1 est une vue en perspective éclatée partielle du moteur et de son système de raccordement électrique Figure 2 est une. vue en coupe selon II-II de figure 1 de la prise de connexion femelle; Figure 3 est une vue en coupe selon III-III de figure 2 Figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de figure 1 Figure 5 est une vue en perspective d'une bobine de stator pouvant être enrobée de façon étanche. Ainsi que le montre la figure 1, le stator de moteur électrique 1 muni d'un enrobage 6 conformément au procédé du brevet principal est muni d'une prise de connexion mâle 2 apte à s'enficher dans une prise de connexion femelle 3 apte à être reliée par un câble 4 au réseau d'alimentation électrique. La prise de connexion mâle 2 est formée de deux broches métalliques 21. Avant l'opération d'enrobage, ces broches 21 sont placées dans le plan de joint 5 du dispositif d'enrobage du stator (non représenté sur le dessin), dans des évidements prévus à cet effet et de façon à déborder à l'extérieur par leurs extrémités 22, leur autre extrémité 23 étant reliée de façon connue en soi au bobinage du stator (non représenté sur le dessin). Ainsi, lors du moulage du matériau d'enrobage, qui peut être formé par exemple par du polypropylène, celui-ci n'enrobe que la partie 23, située à l'intérieur du dispositif de moulage, des broches 21, et, au refroidissement, le retrait qui se produit à l'intérieur de ce matériau d'enrobage crée au sein de celui-ci des contraintes l'appliquant étroitement contre les broches 21 et réalisant ainsi un enrobage étanche de ces dernières. Ainsi que le montre la figure 4, les broches 21 sont munies chacune sur leur partie 23 enrobée d'une collerette périphérique 24. Le rôle de ces collerettes est double, à savoir assurer le positionnement précis des broches 21 à l'intérieur du plan de joint 5 avant le coulage du matériau d'injection, et empêcher tout retrait de ces broches 21 une fois l'enrobage réalisé. Ainsi que le montre également cette figure 4, l'enrobage 6 du stator présente au niveau des broches 21 une saillie cylindrique 25 munie à une certaine distance de son extrémité en bout 25a d'une gorge périphérique annulaire 26, dont le rôle sera expliqué plus loin. Cette saillie 25 présente également entre son extrémité en bout 25a et sa gorge 26 un chanfrein 27. La prise de connexion femelle 3 est formée essentiellement de deux douilles métalliques 31 aptes à recevoir les broches 21 de la prise mâle 2, chacune de ces douilles étant en contact électrique avec l'un des fils conducteurs 41 du câble d'alimentation électrique 4. L'ensemble est enrobé de la même façon que le stator de moteur afin de réaliser un sur moulage étanche. Comme déjà expliqué précédemment, l'enrobage au niveau des douilles électriques 31 sera étanche puisque réalisé sur des parties dures. Afin de réaliser l'étanchéité au niveau de l'enrobage sur le câble 4, une bague métallique rigide 42 est fixée, de façon étanche, par exemple par collage, sur l'enveloppe de protection,qui est compressible, de ce câble, comme montré à la figure 2. Ainsi, l'enrobage du câble 4 s'effectuera sur une partie rigide 42 et sera donc réalisé avec étanchéité sur au moins une partie de ce câble, ce qui assure une étanchéité parfaite entre les douilles 31 et ce câble 4. Dans l'exemple de la figure 3, une bague métallique 43 ou en un autre matériau rigide est également fixée sur l'enveloppe du câble 4, afin d'assurer un enrobage étanche de celui-ci. Cependant, dans ce cas, la bague 43 n'est pas collée sur le câble 4, mais fixée sur celui-ci par une liaison avec contrainte, par exemple par frettage, de façon à comprimer l'enve- loppe de ce câble 4. De même que précédemment, l'étanchéité est obtenue par le moulage sur cette partie dure 43. Dans les deux cas, la prise femelle 3 présente, de son côté destiné à être enfoncé sur les broches 21, une collerette annulaire 35 de diamètre intérieur correspondant à celui de la saillie cylindrique 25 de la prise mâle 2 et s'étendant axialement. Cette collerette 35 est munie d'un bourrelet 36 annulaire saillant radialement vers l'intérieur et apte à venir s'encliqueter dans la gorge 26 de la prise mâle 2. Le diamètre- intérieur du bourrelet 35 est inférieur au diamètre de la gorge 26 de façon à obtenir une liaison par encliquetage à force de ces deux parties, qui ne puisse être défaite que par application d'une force relativement élevée. De même, dans les deux cas, un joint d'étanchéité 33 peut être placé à l'avant des douilles 31, comme montré dans la figure 3, de façon à assurer une liaison étanche entre les broches 21 et les douilles 31. Ces deux dispositions permettent donc de renforcer à la fois la liaison des deux prises mâle 2 et femelle 3 et l'étanchéité de celles-ci. La fixation entre ces deux prises 2,3 peut encore être améliorée par une vis 44 passant dans un trou débouchant 34 de la prise femelle 3 et vissée dans un trou taraudé associé 24 dè la prise mâle 2, ce qui permet de garantir de façon certaine une liaison indéfaisable entre les deux prises mâle 2 et femelle 3. La figure 5 montre un autre exemple d'application du procédé selon l'invention permettant d'enrober de façon étanche le bobinage du stator d'un moteur électrique. Dans ce cas, les joues 51 de la bobine 50 sur laquelle est réalisé le bobinage 55 du stator, ont une forme la plus circulaire possible et ont notamment des angles 52 très arrondis , l'ensemble de la bobine étant réalisé en un matériau non compressible. De cette façon, lors de l'enrobage, le retrait du matériau d'enrobage 54 s'effectue de façon à peu près uniforme sur le pourtour des joues 51 (ce qui n'est pas le cas lorsque celles-ci ont une forme rectangulaire et présentent des angles aigus), et ce matériau d'enrobage 54 est donc précontraint uniformément autour des différentes parties de la bobine, ce qui assure l'étanchéité de l'ensemble notamment au niveau du bobinage entre les joues 51 de la bobine. Comme il va de soi, le procédé selon la présente invention ne se limite pas aux seuls exemples d'application décrits ci-avant à titre d'exemnon limitatifs. REVENDICATIONS 1- Procédé d'enrobage étanche du stator d'un moteur électrique consistant à placer le stator du moteur électrique sur un noyau porte-stator, à l'intérieur de la cavité délimitée par les empreintes de deux demi-moules d'un dispositif d'enrobage, le noyau porte-stator comportant un épaulement apte à venir en appui contre la face du circuit magnétique du stator qui est opposée à l'orifice d'injection du dispositif d'enrobage et deux épaulements dont la contreforme est destinée à recevoir les paliers du rotor, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 et 7 du brevet principal, caractérisé en ce qu'il consiste à rendre rigides (21,42,43) les parties du stator devant être enrobées de façon étanche. 2- Procédé d'enrobage étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à placer dans le plan de joint (5) du dispositif d'enrobage deux broches métalliques (21), ces broches métalliques étant reliées au bobinage du stator et étant destinées à faire saillie du stator une fois celui-ci enrobé (6), de façon à réaliser une prise de connexion électrique mâle (2) apte à se raccorder à une prise de connexion électrique femelle (3) associée. 3- Procédé d'enrobage étanche selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque broche métallique (21) comporte une collerette (24) apte à assurer le positionnement de la broche dans le plan de joint (5) correspondant. 4- Procédé d'enrobage étanche selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'enrobage de la prise mâle (2) présente au niveau des broches (21) une saillie cylindrique (25), munie à une certaine distance de son extrémité en bout (25a),d'une gorge périphérique annulaire (26) et en ce que la prise femelle associée (3) présente un bourrelet (36) annulaire saillant radialement vers l'intérieur et apte à venir s'encliqueter dans la gorge (26) de la prise mâle (2). 5- Procédé d'enrobage étanche selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (33) est interposé entre l'extrémité de chaque douille (31) de la prise femelle (3) et la face en bout (25a) de la prise mâle (2). 6- Procédé d'enrobage étanche selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'une vis (44) passant dans un trou débouchant (34) de la prise femelle est apte à être vissée dans un trou taraudé associé (24) de la prise mâle (2). 7- Procédé d'enrobage étanche selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'une bague métallique rigide (42) est fixée de façon étanche sur l'enveloppe du câble d'alimentation (4) sur une partie de celui-ci destinée à être revêtue par l'enrobage de la prise femelle (3). 8- Procédé d'enrobage étanche selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bague (42) est fixée par collage ou similaire sur le câble (4). 9- Procédé d'enrobage étanche selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bague (42) est fixée par frettage ou similaire sur le câble (4) avec précontrainte de l'enveloppe compressible de celui-ci. 10- Procédé d'enrobage étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bobine (50) du stator est en un matériau non compressible et en ce que ses joues (51) ont une forme sensiblement circulaire avec des angles (52) arrondis. 11- Moteur électrique, caractérisé en ce qu'il est enrobé de façon étanche conformément au procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.