Brevet FR2676256A1 — publié le 19921113

UNITE D'ENTRAINEMENT POUR VENTILATEUR DOUBLE La présente invention concerne une unité d'entraînement pour ventilateurs doubles. Le document DE-OS 15 38 901 divulgue un entraînement pour des appareils à plusieurs vitesses de rotation, dans lequel deux moteurs électriques sont réunis pour former une unité munie d'un support commun et d'un arbre de sor- tie commun, et dans lequel les induits des moteurs sont conçus sous la forme d'induits extérieurs Cette unité d'entraînement peut ainsi entraîner, par exemple, le tam- bour de lavage d'un lave-linge avec quatre vitesses de rotation différentes si deux vitesses de rotation sont prévues pour chaque moteur On obtient ainsi une concep- tion économique et compacte de l'unité d'entraînement. Dans l'entraînement de ventilateurs doubles, c'est-à-dire de ventilateurs comprenant deux roues de ventilateur séparées, le moteur d'entraînement doit fournir une puis- sance relativement élevée, ce qui se traduit par des dimensions importantes du moteur Cependant, avec des cotes extérieures de ventilateur données, les dimensions importantes du moteur réduisent la section transversale disponible pour l'aspiration d'air, de sorte qu'il est nécessaire de tourner avec des vitesses de rotation éle- -2- vées Il en résulte un rendement relativement médiocre, une durée de vie réduite et des coûts de fabrication accrus En outre, en utilisant un seul moteur, on n'obtient pas une répartition uniforme de l'écoulement d'air sur les deux roues mobiles en raison des dissymé- tries dues à la fixation unilatérale du moteur Cepen- dant, si on utilise deux moteurs séparés pour entraîner les deux roues de ventilateur d'un ventilateur double, il est nécessaire de synchroniser ces deux moteurs de manière électronique, ce qui alourdit aussi la mise en oeuvre de circuits L'unité d'entraînement connue du document DE-OS 15 38 901 ne convient pas à l'entraînement de ventilateurs doubles car elle ne permet pas un entraî- nement simultané de l'arbre de sortie par les deux moteurs. La présente invention a pour but de fournir une unité d'entraînement pour un ventilateur double, qui, d'une part, soit compacte et de fabrication économique et, d'autre part, comprenne deux unités de moteur, un syn- chronisme absolu de ces deux moteurs étant garanti. Conformément à l'invention, une unité d'entraînement pour ventilateur double est constituée de deux moteurs à induit extérieur disposés côte à côte sur un arbre moteur commun, les moteurs à induit extérieur étant respective- ment disposés l'un par rapport à l'autre de façon que les pôles des stators des deux moteurs et les pôles des rotors des deux moteurs soient disposés selon une symé- trie en miroir les uns envers les autres par rapport à un plan de séparation passant entre les deux moteurs à induit extérieur, perpendiculairement à l'arbre moteur. Grâce à cette conception, conforme à l'invention, de l'unité d'entraînement, les deux moteurs d'entraînement peuvent présenter, par rapport à un moteur unique, un diamètre extérieur plus petit, ce qui a pour effet 3 - d'améliorer l'aspiration d'air En outre, la longueur des blocs de bobinage de chacun des moteurs peut être infé- rieure à la longueur des blocs d'un moteur unique équiva- lent, ce qui a pour effet de faciliter le bobinage des moteurs. En outre, le rendement est amélioré par rapport à l'utilisation d'un moteur unique car la dissipation ther- mique des deux moteurs globalement plus petits est plus facile En raison de la meilleure dissipation thermique, les températures enregistrées au niveau des paliers des moteurs sont plus basses, ce qui se traduit par un allon- gement de la durée de vie du système de paliers et, donc, du moteur Par rapport à l'utilisation de deux moteurs séparés, l'électronique utilisée est sensiblement réduite car l'agencement conforme à l'invention permet de parve- nir à un synchronisme absolu sans régulation électrique séparée. L'invention sera expliquée en détail en référence à l'exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une unité d'entraînement conforme à l'invention, la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un ventilateur double muni d'une unité d'entraînement conforme à la figure 1. Comme le montre la figure 1, une unité d'entraînement conforme à l'invention est constituée de deux moteurs à induit extérieur 1, 2 qui sont disposés côte à côte sur un arbre moteur 3 En l'occurrence, l'arbre moteur 3 tra- verse un tube de support de palier 4 commun aux deux -4- moteurs et est logé dans des paliers 5 fixés à chaque extrémité dans le tube de support de palier 4 au moyen de coussinets de palier 6, en particulier dans des roule- ments à billes Sur chacune des extrémités de l'arbre moteur 3 qui dépassent en bout du tube de support de palier 4 est solidarisé, par la force et/ou par la forme, le rotor 7 d'un des moteurs 1, 2 par l'intermédiaire d'un coussinet de rotor 8, 9 En l'occurrence, le coussinet de rotor droit 8 de la figure 1 est emmanché en bout sur l'arbre moteur 3, alors que le coussinet de rotor gauche 9 est fixé de manière amovible. En coupe transversale, les deux rotors 7 sont conçus en forme de pot, les coussinets de rotor 8, 9 étant respec- tivement fixés dans le fond 10 des rotors 7 Les rotors 7 comportent une paroi circulaire 11 qui entoure le stator 12 des moteurs 1, 2 de manière concentrique Chacun des stators 12 comporte un empilage de tôles 13 et un bobi- nage 14 L'empilage de tôles 13 des stators 12 est dis- posé à demeure sur le tube de support de palier 4, par exemple par ajustement serré A chaque extrémité frontale de l'empilage de tôles de stator 13 sont prévus des pla- teaux d'extrémité 15 réalisés dans un matériau électri- quement isolant Sur la face intérieure de chaque paroi 11 des rotors 7 est fixé un aimant permanent 17 à aiman- tation radiale et en forme de bande, qui comporte au moins deux polarités opposées, à savoir un pôle nord et un pôle sud Des segments d'aimants peuvent également être utilisés Le bobinage 14 de chaque stator 12 est enroulé de façon que au moins deux pôles de polarité opposée puissent se former dans le stator De préférence, on utilise un rotor à 6 pôles associé à un bobinage de stator à trois brins Entre les moteurs 1, 2 disposés côte à côte dans le sens axial, il existe une symétrie ou un plan de séparation X-X perpendiculaire à l'arbre moteur 3 Ce plan de séparation X-X passe par un inter- stice 18 situé entre les moteurs Les stators 12 des deux moteurs 1, 2 et les rotors 7 des deux moteurs 1, 2 sont donc respectivement disposés l'un par rapport à l'autre de façon que leurs pôles présentent une symétrie en miroir par rapport au plan de séparation X-X, c'est-à- dire que les pôles du stator du moteur 1 et les pôles du stator du moteur 2 sont disposés selon une symétrie en miroir l'un envers l'autre par rapport au plan de sépara- tion X-X et que les pôles du rotor 7 du moteur 1 sont disposés selon une symétrie en miroir par rapport au plan de séparation X-X comparativement aux pôles du rotor 7 du moteur 2 Cet agencement symétrique des pôles existe à l'arrêt et lors du fonctionnement des moteurs 1, 2, de sorte que l'on obtient un comportement de marche absolu- ment synchrone des deux moteurs En outre, dans l'interstice 18 entre les deux moteurs est disposée une carte de circuits imprimés 19 sur laquelle sont disposés les capteurs nécessaires à la détection de la position du rotor et sur laquelle s'effectue le câblage des bobinages des deux stators Grâce à la configuration, conforme à l'invention, de l'unité d'entraînement, une seule et unique électronique de commande est nécessaire, de sorte qu'il existe pour les deux moteurs une alimentation en courant et une électronique de commande communes A la carte de circuits imprimés 19 est connectée une conduite d'arrivée électrique 20 qui pénètre dans l'unité d'entraînement par l'intermédiaire de l'interstice 18. En outre, la figure 1 montre que, dans l'interstice 18 est disposée, perpendiculairement à l'arbre moteur 3, une bride de fixation 22 qui est réalisée d'une seule pièce avec le tube de support de palier 4 Cette bride de fixa- tion 22 peut être constituée par des rayons individuels radiaux espacés sur la périphérie ou par un plateau de bride continu comportant des ouvertures disposées dans certaines zones pour le passage des fils de bobinage En -6- outre, sur sa face extérieure, la bride de fixation 22 possède, pour fixer l'unité d'entraînement sur un carter 24, voir figure 2, des éléments de fixation 25 Grâce à cette configuration conforme à l'invention, l'unité d'entraînement conforme à l'invention peut être accrochée sans problème dans un carter car il existe une réparti- tion équilibrée des masses de part et d'autre de la bride de fixation. Comme le montre la figure 2, il est prévu des pattes de fixation 26 sur la face extérieure des parois 11 des rotors 7 Ces pattes de fixation 26 peuvent être posées à chaud, mais également fixées d'une autre manière à la périphérie du rotor Des roues de ventilateur 27 de conception connue sont fixées grâce aux pattes de fixa- tion 26 Le fait que ces roues de ventilateur soient fixées directement sur les rotors 7 fait également partie de l'invention. Comme le montre la figure 2, le carter de ventilateur 24 conforme à l'invention se compose d'une paroi médiane 28 et de parois gauche et droite 29, 30 ainsi que des parois supérieure et inférieure 31, dans lesquelles sont prati- quées des ouvertures d'entrée d'air 32 Ces ouvertures d'entrée 32 sont concentriques à l'arbre moteur 3 La taille des ouvertures d'entrée 32 est fonction du dia- mètre des roues de ventilateur 27 La paroi médiane 28, qui divise pratiquement le carter en deux moitiés, est constituée par une tôle triangulaire qui est coudée sur ses bords extérieurs pour des raisons de stabilité et qui est fixée au carter 24 dans la zone de ses coins Dans la paroi médiane 28 est ménagée une ouverture médiane 33 dans laquelle les moteurs 1, 2 sont disposés par l'intermédiaire de la bride de fixation, de façon que la paroi médiane 28 coïncide sensiblement avec le plan de séparation X-X de l'unité d'entraînement Les faces fron- 7 - tales avant et arrière du carter de ventilateur 24 for- ment deux ouvertures opposées d'évacuation d'air, qui stétendent sur toute la hauteur du carter de ventilateur. Comme il ressort de ce qui précède, on obtient ainsi une conception très compacte d'un ventilateur double, ce qui permet par ailleurs un montage sans problème de l'unité d'entraînement. REVENDICATIONS 1 Unité d'entraînement pour ventilateurs doubles, constituée de deux moteurs à induit extérieur ( 1, 2) dis- posés côte à côte sur un arbre moteur commun ( 3), les moteurs à induit extérieur ( 1, 2) étant respectivement disposés l'un par rapport à l'autre de façon que les pôles des stators ( 12) des deux moteurs ( 1, 2) et les pôles des rotors ( 7) des deux moteurs soient disposés selon une symétrie en miroir les uns envers les autres par rapport à un plan de séparation X-X passant entre les deux moteurs à induit extérieur ( 1, 2), perpendiculaire- ment à l'arbre moteur ( 3). 2 Unité d'entraînement selon la revendication 1, caractérisée en ce que, sur les deux extrémités de l'arbre moteur ( 3) est solidarisé, par la force et/ou par la forme, le rotor de chacun des moteurs ( 1, 2) par l'intermédiaire d'un coussinet de rotor ( 8, 9). 3 Unité d'entraînement selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'arbre moteur ( 3) passe à l'intérieur d'un tube de support de palier ( 4) et les empilages de tôles ( 13) des stators ( 12) des moteurs sont disposés à demeure sur le tube de support ( 4), par exemple par ajustement serré. 4 Unité d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le plan de séparation X-X passe par un interstice ( 18) situé entre les moteurs ( 1, 2) et, à l'intérieur de l'interstice ( 18), est disposée une carte de circuits imprimés ( 19) pour des éléments de l'électronique de commande des deux moteurs ( 1, 2). -9- Unité d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'une bride de fixation ( 22), venue d'une pièce avec le tube de support de palier ( 4) passe dans la fente ( 18) perpendiculaire- ment par rapport à l'arbre moteur ( 3). 6 Unité d'entraînement selon la revendication 5, caractérisée en ce que la bride de fixation ( 22) est constituée de rayons individuels radiaux espacés sur la périphérie ou par un plateau de bride continu comportant des ouvertures disposées dans certaines zones pour le passage des fils de bobinage. 7 Unité d'entraînement selon la revendication 6, caractérisée en ce que, sur la face extérieure de la bride de fixation ( 22), sont prévus des éléments de fixa- tion ( 25) pour fixer l'unité d'entraînement sur un carter ( 24). 8 Unité d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que, sur la face extérieure des parois ( 11) des rotors ( 7), sont prévues des pattes de fixation ( 26) sur lesquelles sont fixées des roues de ventilateur ( 27). 9 Unité d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que, sur la face extérieure des parois ( 11) des rotors ( 7), des roues de ventilateur ( 27) sont fixées directement, par exemple à chaud ou par emmanchement. Unité d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'un carter de ventilateur ( 24) recevant les moteurs ( 1, 2) possède une paroi médiane ( 28) et des parois gauche et droite ( 29, ) ainsi que des parois supérieure et inférieure ( 31), - et que, dans les parois supérieure et inférieure ( 31), sont formées des ouvertures d'entrée d'air ( 32). 11 Unité d'entraînement selon la revendication 10, caractérisée en ce que les ouvertures d'entrée ( 32) sont disposées de manière concentrique à l'arbre moteur ( 3) et que la paroi médiane ( 28) divise le carter ( 24) en deux moitiés, une ouverture médiane ( 33) étant ménagée dans la paroi médiane ( 28) dans laquelle les moteurs ( 1, 2) sont fixés par l'intermédiaire de la bride de fixation ( 22).