Brevet FR2677504A3 — publié le 19921211

FR 2677504 A3 19921211 FR 9206876 A 19920605 " Petit moteur électrique (moteur électrique de faible puissance) avec un bâti comportant une ouverture Etat de la technique: Petit moteur électrique, avec un bâti comportant une ouverture, fermée par un flasque constitué d'un matériau conducteur de la chaleur, faisant partie du bâti, flasque sur lequel est disposée au moins une paroi de guidage pour balais de collecteur, faisant partie d'un dispositif de10 commutation mis en place dans le bâti. Dans les petits moteurs de ce type, les portes balais recevant les balais du collecteur ou balais de charbon sont placés sur une plaque portebalais et isolés, plaque qui de son côté est fixée au15 carter du moteur Il s'est avéré, que dans la réalisation fermée de tels moteurs de petite taille, dans lesquels l'intérieur du moteur est largement encapsulé ou dans des moteurs sans aération intérieure particulière, il se produisait une charge thermique20 élevée des balais de collecteur, car les porte-balais ne sont refroidis que par l'air intérieur très chaud du moteur On s'est accommodé de cela jusqu'à maintenant, car une ventilation additionnelle, par exemple par des ventilateurs séparés, sortirait du25 cadre pour des petits moteurs d'un faible volume de construction Ces problèmes apparaissent dans une mesure âpre, si le petit moteur sert à entraîner un ventilateur, mis en oeuvre pour refroidir le moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, car dans ce cas le moteur électrique est soumis aussi au rayonnement thermique du circuit d'agent de refroidissement du moteur à combustion interne. Avantages de l'invention: Le petit moteur selon l'invention est caractérisé en ce que la paroi de guidage sur le flasque est associée au moins à une autre paroi de guidage et en ce qu'entre les parois de guidage et le balai de commutation guidé par celles-ci en glissant avec un faible jeu est disposée une couche isolante conductrice de la chaleur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, toutes les parois de guidage sont formées à partir du flasque. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'autre paroi de guidage est placée sur un autre élément de construction faisant partie du petit moteur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, dans lequel les balais du collecteur sont placés dans des guidages en coulisse en forme de carquois ayant de préférence une section transversale sensiblement carrée, à chaque face latérale du balais étant associée une paroi de guidage, caractérisé en ce qu'une partie des parois de guidage est disposée contre le flasque et une autre partie des parois de guidage est placée contre l'autre élément de construction. Suivant une autre caractéristique de l'invention, une paroi de guidage présente sur l'autre élément de construction fait face à la paroi de guidage formée sur le flasque. Suivant une autre caractéristique de l'invention, sur le flasque sont disposées trois parois de guidage l'une par rapport à l'autre en forme de U. Suivant une autre caractéristique de l'invention, sur l'autre élément de construction sont disposées trois parois de guidage l'une par rapport à l'autre en une forme de U. Suivant une autre caractéristique de l'invention, aussi bien sur le flasque que sur l'autre élément de construction sont disposées deux parois de guidage l'une par rapport à l'autre en une forme de L. Le petit moteur électrique a l'avantage, que grâce à la dissipation de la chaleur vers le flasque composé de matériau bon conducteur de la chaleur et grâce à ce que les balais du collecteur se trouvent étroitement entourés par les parois de guidage, la charge de température des balais du collecteur chute drastiquement, car par suite de l'étendue importante des surfaces de transmission de chaleur et des faibles parcours de transfert thermique vers l'extérieur, la chaleur se trouve très vite éloignée des balais du collecteur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la couche isolante est fixée sur les parois de guidage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la couche isolante est une couche "d'eloxal" (couche anodisée) appliquée sur les parois de guidage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la couche isolante est formée par une chemise interne réalisée en un élément de construction séparé. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chemise est en caoutchouc. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chemise est en matière synthétique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la chemise est du type tube ou tuyau et est adaptée à la section transversale du balais de commutation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les éléments de construction du petit moteur qui comprennent les parois de guidage sont fabriqués en un métal léger le plus possible pauvre en silicium. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le petit moteur destiné à entraîner un ventilateur sert au refroidissement du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. L'isolation électrique nécessaire des parois de guidage est assurée par la couche isolante conductrice de la chaleur, la plus mince possible, mais qui d'autre part permet de dissiper rapidement la chaleur naissant sur les balais du collecteur Pour cette couche sont en jeu différents matériaux, par exemple polyester, polyimide, polyamide, caoutchouc, mica, alumine, des matériaux composites, des tissus chargés ou toisons, des feuilles de mica, nomex, (marque déposée) des fibres de verre siliconées, des feuilles préimprimées chargées de résine Tous les matériaux doivent pouvoir être réalisés en épaisseur mince, pour garantir un contact sans faille, sans espaces creux de et inclusions d'air aussi bien pour les parois de guidage que pour les balais du collecteur Les matériaux peuvent être utilisés en segments découpés sous forme de feuilles ou de tuyau essentiellement anticollants sur une face En outre, on peut imaginer, d'appliquer cette couche isolante en couche éloxal (couche anodisée) sur les parois de guidage. Le petit moteur selon l'invention se distingue par une construction simple En réduisant la charge thermique sur les balais du collecteur, on prolonge leur durée de vie et on augmente la puissance volumique acceptable pour des conditions d'environnement données, on produit donc un accroissement de la puissance. Dessin: Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins et expliqués en détail à la description suivante Ainsi: la figure 1 montre une coupe longitudinale partielle d'un petit moteur électrique destiné à entraîner un ventilateur; la figure 2 montre le pan coupé d'une coupe partielle du petit moteur selon la figure 1, le long de la ligne II-II; la figure 3 montre le pan de coupe selon la figure 2, pour une autre forme de réalisation de l'invention la figure 4 montre le pan de coupe selon la figure 2 pour une autre forme de réalisation de l'invention, et i la figure 5 montre le pan de coupe selon la figure 2 pour une autre forme de réalisation de l'invention. Description des exemples de réalisation: Un moteur électrique d'entraînement 10 représenté partiellement à la figure 1 sert à entraîner une roue de ventilateur 12, qui est une pièce d'un dispositif de refroidissement non représenté en détail d'un moteur à combustion interne d'un véhicule à moteur Le moteur d'entraînement 10 un carter 14 en forme de pot, qui comprend une ouverture du pot 16, fermée par un flasque 18 faisant partie du carter Dans le carter 14, 18 est logé un induit 19 avec un aimant permanent non représenté En outre au moteur électrique 10 appartient un dispositif de commutation 20, qui comprend un collecteur 22 réalisé en tambour dans l'exemple de réalisation Sur le pan enveloppe du collecteur 22 sont appuyés des balais de commutation 24 à l'aide de ressorts 26 en prétension. La force des ressorts 26 est transmise par un levier 28 sur le balai 24 Le collecteur à tambour 22 est situé à une extrémité 30 d'un arbre d'induit, dont l'autre extrémité non représentée est munie d'une roue de ventilateur 12 Le flasque 18 est traversé par des câbles d'alimentation en courant 32, qui sont branchés sur les balais de commutation 24 Le flasque 18 est fabriqué en un matériau bon conducteur de la chaleur. Dans une première forme de réalisation de l'invention représentée en détail à la figure 2 sont formées sur le flasque 18 deux parties en saillie 40, 42 à une certaine distance l'une de l'autre, dont les faces tournées l'une vers l'autre, situées à une certaine distance l'une de l'autre forment des parois de guidage 44, 46 pour les balais de collecteur 24. Egalement la paroi intérieure 48 du flasque constitue une paroi de guidage pour les balais 24 La paroi de guidage 48 est située en face d'une autre paroi de guidage 50, réalisée sur un autre élément de construction 52 du moteur électrique d'entraînement 10 Cet autre élément de construction est une plaque annulaire, qui est fixée à l'intérieur du carter 14. Les parois de guidage 44, 46, 48 sont disposées l'une par rapport à l'autre en forme de U Ce U est fermé par la paroi de guidage 50 réalisée sur l'anneau de guidage 52 Il en résulte donc un canal de guidage fermé tout autour, qui est dirigé radialement par rapport au collecteur en tambour 22 Les parois de guidage 44, 46, 48, 50 sont revêtues d'une couche isolante 55 conductrice de la chaleur L'épaisseur de la couche isolante est déterminée de façon que d'une part une isolation électrique suffisante des balais 24 soit garantie mais que d'autre part soit assurée une rapide évacuation de la chaleur résultant sur les balais de commutation 24 à travers la couche isolante 55 L'accord entre les dimensions de la section transversale des balais 24 et les dimensions de la section transversale du canal entouré par les parois de guidage 40, 42, 18, 52 est réalisé de façon qu'avec l'épaisseur normale, qu'on vient de décrire de la couche isolante 55 conductrice de la chaleur, on réalise un guidage en coulissement glissant le plus possible sans jeu des balais 24 du collecteur. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 3, les parois de guidage 44 et 46 sont disposées sur les parties en saillie 140, 142 de l'élément de construction 152 du petit moteur Mais pour le reste, le guidage est constitué de la même façon par les parois de guidage 44, 46, 48 des parties saillantes 140, 142 respectivement contre le flasque 118 et l'élément 152. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 4, les parties saillantes 240, 242 sont disposées aussi bien contre le flasque 118 que contre l'élément de construction 252 La longueur de branche des parties en saillie 240 ou 242 n'est que la moitié de celle des formes de réalisation aux figures 2 et 3. Sur les surfaces tournées l'une vers l'autre des parties en saillie 240, 242 ou sur le flasque 218 et l'élément de construction 252 sont réalisées les parois de guidage 44, 46, 48, 50. Dans la forme de réalisation selon la figure , le canal de guidage des balais 24 est obtenu par une disposition en L des parois de guidage 44, 50 ou 46, 48 Cette forme en L résulte de la présence d'une partie en saillie 342 sur le flasque 318 et d'une partie en saillie 340 sur l'élément 352 Les parois de guidage 44, 46, 48, 50 sont donc réalisées contre les parties en saillie 340 de l'élément 352 et 342 du flasque 318 ainsi que contre le flasque 318 et contre l'élément de construction 352. La disposition et la réalisation de la couche isolante 55 concordent dans toutes les formes de réalisation décrites Pour une meilleure dissipation de chaleur, on a réalisé dans toutes les formes de réalisation sur les flasques 18, 118, 218 ou 318 un certain nombre d'ailettes de refroidissement. Pour les couches isolantes conductrices de la chaleur, les matériaux suivants sont particulièrement indiqués: polyester, polyimide, polyamide, feuilles de céramique, caoutchouc, en particulier caoutchouc siliconé, mica, alumine, matériaux composites, des tissus chargés ou toisons, des feuilles de mica, nomex, des fibres de verre siliconées, des feuilles préimprimées chargées de résine De préférence, la couche isolante 55 est formée par le revêtement d'une ou plusieurs des parois de guidage tournées l'une vers l'autre 44, 46, 48, 50 Ce revêtement peut être effectué en méthode d'immersion, en méthode sous vide, au moyen du procédé dit de revêtement à poudre, mais aussi par des voies électrostatiques Dans des cas déterminés, on peut imaginer de réaliser la couche isolante conductrice de la chaleur en couche "eloxal" (couche anodisée), qui est appliquée sur les parois de guidage 44 à 50 En outre, il s'est révélé utile, de réaliser les parois de guidage des éléments porteurs 18 ou 118 ou 218 ou 318 ou 52 ou 152 ou 252 ou 352 en métal léger le plus pauvre possible en silicium La couche "eloxal" rend possible avec une bonne isolation électrique un transfert de chaleur excellent des balais du collecteur 24 au flasque 18. On peut penser ainsi, réaliser la couche isolante 55 au moyen d'une pièce de construction séparée Une telle chemise intérieure peut àtre réalisée en tuyau et être adaptée à la section transversale des balais de collecteur 24, de façon que d'une part la couche isolante conductrice de la chaleur vienne au contact contre les parois de guidage sans jeu et sans présence de bulles d'air et que d'autre part le balai 24 puisse se déplacer en glissant dans la chemise également le plus possible sans jeu De cette manière, on peut assurer une rapide évacuation de la chaleur par le carter 14, en particulier par le flasque 18 et les ailettes de refroidissement 60 De façon que la chemise 55 ne puisse pas se déplacer hors du canal de guidage en direction du commutateur 22, son extrémité du côté carter est munie d'un talon 56. Il est clair, que cette couche isolante conductrice de la chaleur n'a pas à être nécessairement installée sur toutes les parois de guidage des balais du collecteur, si la pièce de construction comportant la paroi de guidage en question est isolée à un autre endroit. Quelques unes des couches isolantes 55 possibles montrées possèdent outre les avantages déjà mentionnés, également des propriétés d'amortissement particulièrement bonnes du point de vue des vibrations se produisant sur les balais 24, et elles réduisent ainsi au moins fortement les bruits liés à celles-ci. REVENDICATIONS 1-) Petit moteur électrique, avec un carter comportant une ouverture, fermée par un flasque constitué d'un matériau conducteur de la chaleur, faisant partie du carter, flasque sur lequel est disposée au moins une paroi de guidage pour balais de collecteur, faisant partie d'un dispositif de commutation mis en place dans le carter, caractérisé en ce que la paroi de guidage ( 48) sur le flasque ( 18 ou 118 ou 218 ou 318) est associé au moins à une autre paroi de guidage ( 50 ou 44 ou 46) et, en ce qu'entre les parois de guidage et le balai de commutation ( 24) guidé par celles-ci en glissant avec un faible jeu est disposée une couche isolante ( 55) conductrice de la chaleur. 2 ') Petit moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que toutes les parois de guidage ( 44 à 50) sont formées à partir du flasque ( 18). 3-) Petit moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre paroi de guidage ( 50 ou 44 ou 46) est placée sur un autre élément de construction ( 52 ou 152 ou 252 ou 352) faisant partie du petit moteur. 4 ) Petit moteur selon la revendication 3, dans lequel les balais du collecteur sont placés dans des guidages de coulissement en forme de carquois ayant de préférence une section transversale sensiblement carrée, à chaque face latérale du balai étant associée une paroi de guidage, caractérisé en ce qu'une partie des parois de guidage ( 44 à 50) est disposée contre le flasque ( 18 ou 118 ou 218 ou 318) et une autre partie des parois de guidage ( 44 à 50) est placée contre l'autre élément de construction ( 52 ou 151 ou 252 ou 352). 5 ') Petit moteur selon la revendication 4, il caractérisé en ce qu'une paroi de guidage ( 50) présente sur l'autre élément de construction ( 52 ou 152 ou 252 ou 352) fait face à la paroi de guidage ( 48) formée sur le flasque ( 18 ou 118 ou 218 ou 318). 6-) Petit moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que sur le flasque ( 18) sont disposées trois parois de guidage ( 44, 46, 48) l'une par rapport à l'autre en une forme de U. ) Petit moteur selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que sur l'autre élément de construction ( 152) sont disposées trois parois de guidage ( 44, 46, 48) l'une par rapport à l'autre en une forme de U. 8 ') Petit moteur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'aussi bien sur le flasque ( 318) que sur l'autre élément de construction sont disposées deux parois de guidage ( 48, 46 ou 50, 44) l'une par rapport à l'autre en une forme de L. 9 ) Petit moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la couche isolante ( 55) est fixée sur les parois de guidage ( 44 à 50). ) Petit moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la couche isolante ( 55) est une couche d"'eloxal" (couche anodisée) appliquée sur les parois de guidage ( 44 à ). ) Petit moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la couche isolante ( 55) est formée par une chemise interne réalisée en un élément de construction séparé. ) Petit moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la chemise ( 55) est en caoutchouc. 130) Petit moteur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la chemise ( 55) est en matière synthétique. 14 e) Petit moteur selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la chemise est du type tube ou tuyau et est adaptée à la section transversale du balai de commutation ( 24). -) Petit moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que les éléments de construction ( 18, 118, 218, 318 ou 52, 152, 352) du petit moteur ( 10) qui comprennent les parois de guidage ( 44 à 50) sont fabriqués en un métal léger le plus possible pauvre en silicium. 16-) Petit moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le petit moteur destiné à entraîner un ventilateur ( 12) sert au refroidissement du moteur à combustion interne d'un véhicule automobile.