Brevet FR2707049A1 — publié le 19941230

La présente invention concerne une machine électrique du type dont une partie active comme le stator porte des ferrites ou des dispositifs magnétiques fragiles et cassant du même genre, comme un moteur à courant continu et collecteur, ou encore comme le rotor d'un moteur à commutation électronique. Elle trouve application particulièrement dans le cas où la machine électrique travaille dans un environnement de sécurité dans lequel un blocage du rotor tournant relativement au stator ne doit pas survenir à cause de la présence d'éclats de ferrites ou d'éléments magnétiques du même genre. Un tel cas est constitué par un moteur d'actionnement pour un système de direction assistée. En effet, dans un tel cas, le rotor du moteur est connecté mécaniquement à une partie menée d'une colonne de direction, ou encore à l'ensemble pignon- crémaillère d'un organe de braquage des roues directrices d'un véhicule. Dans un tel système, le moteur est connecté à sa charge par l'intermédiaire d'un embrayage électromagnétique notamment. Mais, si le blocage du rotor survient quand le moteur est en rotation en pleine charge, le conducteur du véhicule voit sa direction bloquée, ce qui peut conduire à un situation catastrophique. Un premier remède consiste à détecter le blocage du rotor par des moyens électriques, par exemple en surveillant le courant consommé par le moteur. Mais une telle solution met un temps non négligeable à entrer en action, et un accident fatal peut intervenir dans ces conditions. La solution de l'invention n'est pas exclusive d'une telle solution, mais elle réduit les cas de blocage en protégeant mécaniquement le rotor du contact avec des particules ou fragments notamment détachés des ferrites ou éléments magnétiques analogues. D'autre part, la fixation des ferrites a, de tous temps, été un sujet de difficultés technologiques. En effet, les ferrites subissent des efforts variables considérables lors de la rotation de la partie tournante de la machine, même si elles sont fixées sur la partie statique, à cause de la réaction magnétique. De ce fait, la solution de l'invention résoud de façon seconde la question de la fixation des aimants. En effet, la présente invention concerne une machine électrique dotée de ferrites ou éléments magnétiques analogues, desquels des fragments ou particules peuvent s'échapper et bloquer la partie tournante. L'invention se caractérise en ce que les ferrites sont bloquées en position entre une carcasse à effet magnétique et un tube ressort qui est monté déformé de façon à être relaché sur les ferrites de façon à les bloquer sur la carcasse. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et de la figure 1 qui est une vue en coupe d'une machine électrique dans une phase de montage, mettant en oeuvre le moyen de l'invention. A la figure 1, on a représenté l'application de l'invention au cas où la machine électrique de l'invention est constituée par un moteur à courant continu à collecteur. Le stator de ce genre de moteur comporte classiquement une carcasse 1 dont une extrêmité 10 est fermée, par exemple par une forme en bol à l'intérieur de laquelle on viendra ultérieurement disposer une rotule en bout d'arbre du rotor. La carcasse 1 présente une extrêmité 11 ouverte présentant un rebord en forme de disque 12 qui porte des trous de fixation 13 à un couvercle non représenté. Le couvercle portera des porte- charbons et un trou de passage à travers lequel sera disposé un palier ou un roulement sur lequel roulera l'arbre rotor une fois celui- ci installé. La partie cylindrique 14 de la carcasse sert de réceptacle dans lequel on vient disposer une pluralité de ferrites comme les ferrites diamétrales 5, 6 qui présentent des polarités magnétiques alternées ainsi qu'il est connu. Les ferrites sont simplement posées sur les génératrices de la surface intérieure cylindique de la partie 14 de la carcasse. Leurs extrêmités à gauche au dessin viennent en butée sur une couronne arrière 2 réalisée en un matériau plastique comme du polyamide ou autre matériau plastique dit technique. Leurs extrêmités à droite au dessin viennent en butée sur une couronne avant 3, réalisée en un matériau plastique comme du polyamide ou autre matériau plastique dit technique. Les couronnes avant et arrière 2 et 3 comportent des crantages dans lesquels viennent se loger ltextrêmité des ferrites 5 et 6 de façon à les disposer en relation angulaire convenable dans le plan perpendiculaire au dessin, et en relation longitudinale convenable le long de l'axe 15 du moteur. Avant le placement de la couronne avant 3, on introduit dans le puits statorique un tube ressort 4 de forme à vide cylindrique dont la surface externe vient en appui sur la face interne des ferrites et les extrêmités du tube ressort 4 viennent en contact avec la périphérie en regard des couronnes avant et arrière (3, 2). On choisit un tube 4 dont le diamètre à vide est légèrement supérieur (par exemple de 2,5 %) au diamètre nominal intérieur du puits statorique. De ce fait, à l'introduction dans le puits s~atorique, la matière élastique du tube 4 se déforme et affecte une forme ovoïde dans le plan perpendiculaire à celui du dessin. Sa surface externe exerce donc un effort de poussée sur la surface interne des ferrites 5 et 6, ce qui assure leur maintien en position sur la carcasse 1. Dans un mode de réalisation préféré, les ferrites sont de type détalonnées, par exemple pour réduire le bruit acoustique et les ondulations de couple. Dans un tel genre de ferrites, les bords des ferrites tendent à s'écarter vers l'extérieur du stator selon des angles prédéterminés. Comme le tube 4 est en ressort, il tend à venir occuper la place laissée libre par les détalonnages des ferrites, ce qui contribue au maintien des ferrites. On remarque que, suite à l'installation des couronnes avant 3 et arrière 2, et du tube 4, le puits statorique, dans lequel on dispose le rotor (non représenté), est protégé des fragments et particules qui s'échapperaient notamment des ferrites. On évite ainsi le risque de blocage du rotor. De plus, le tube ressort 4 est toujours en dehors du volume rotorique. Il joue aussi un rôle d'ordre fluidique pour - évacuer les calories dégagées à la périphérie des ferrites ; - protéger les veines d'air entrainées dans le mouvement du rotor des discontinuités, notamment au niveau des espaces vides entre ferrites. On obtient ainsi un moteur moins bruyant et un fonctionnement dégagé du risque de blocage du fait des ferrites. Préférentiellement, le tube ressort 4 est constitué en un acier inoxydable écroui pour lui ménager ses qualités élastiques, et amagnétique. D'autres dispositions sont envisageables. Notamment, les ferrites peuvent être montées sur un rotor, par exemple dans un moteur à commutation électronique à rotor extérieur. L'invention est particulièrement adaptée pour Ä+1132Hfabtiquer le moteur d'assistance d'un système de direction assistée de véhicule. REVENDICATIONS 1. Machine électrique dotée de ferrites ou éléments magnétiques analogues, desquels des fragments ou particules peuvent s'échapper et bloquer la partie tournante, caractérisée en ce que les ferrites (5, 6) sont bloquées en position entre une carcasse (1) à effet magnétique et un tube ressort (4) qui est monté déformé de façon à être relaché sur les ferrites (5, 6) de façon à les bloquer sur la carcasse (1). 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ferrites (5, 6) sont simplement posées sur les génératrices de la surface intérieure cylindique de la partie 14 de la carcasse (1) et en ce que, leurs extrêmités viennent en butée sur une couronne arrière (2), réalisée en un matériau plastique comme du polyamide ou autre matériau plastique dit technique ou sur une couronne avant (3), réalisée en un matériau plastique comme du polyamide ou autre matériau plastique dit technique. 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les couronnes avant et arrière (2, 3) comportent des crantages dans lesquels viennent se loger l'extrémité des ferrites (5, 6) de façon à les disposer en relation angulaire convenable dans le plan perpendiculaire au dessin, et en relation longitudinale convenable le long de l'axe (15) de la machine. 4. Machine électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que le puits de la machine est muni d'un tube ressort (4) de forme à vide cylindrique dont la surface externe vient en appui sur la face interne des ferrites et dont les extrêmités viennent en contact avec la périphérie en regard des couronnes avant et arrière (3, 2). 5. Machine électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que le diamètre à vide du tube 4 est légèrement supérieur (par exemple de 2,5 %) au diamètre nominal intérieur du puits de la machine, de façon à ce que la matière élastique du tube (4) se déforme et affecte une forme ovoïde dans le plan perpendiculaire à l'axe (15) de la machine, sa surface externe exerçant un effort de poussée sur la surface interne des ferrites (4, 5) ce qui assure leur maintien en position sur la carcasse (1). 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que les ferrites sont de type détalonnées, et en ce que le tube (4) tend à venir occuper la place laissée libre par les détalonnages des ferrites, ce qui contribue au maintien des ferrites. 7. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tube ressort (4) est constitué en un acier inoxydable écroui pour lui ménager ses qualités élastiques, et amagnétique. 8. Moteur électrique à stator à ferrites, caractérisé en ce qu'il est constitué selon la machine définie aux revendications 1 à 7. 9. Moteur à commutation électronique, notamment du genre à rotor extérieur, caractérisé en ce qu'il est constitué selon la machine définie aux revendications 1 à 7. 10. Système de direction assistée électrique caractérisé en ce qu'il comporte un moteur d'assistance selon l'une des revendications précédentes.