Brevet FR2711020A1 — publié le 19950414

" Moteur électrique avec une partie de carter au moins ap- proximativement de forme tubulaire " Etat de la technique. L'invention part d'un moteur électrique avec une partie de carter au moins approximativement tubulaire, dont la surface enveloppe externe est à une faible distance ra- diale de plusieurs zones d'appui, tandis qu'entre cette surface enveloppe et la zone d'appui sont respectivement disposés des éléments élastiques qui prennent appui d'une part contre la surface enveloppe externe et d'autre part contre les surfaces d'appui, et qui maintiennent le moteur électrique en supprimant les oscillations d'excitation du moteur en fonctionnement. On connaît déjà un tel moteur électrique dans le- quel les éléments élastiques sont constitués par des cou- ches intermédiaires en élastomère qui, d'une part maintiennent le moteur électrique contre les zones d'appui et d'autre part assurent l'amortissement des oscillations d'excitation du moteur électrique. Ces exigences opposées les unes aux autres aboutissent forcément à un compromis car, pour un maintien fiable du moteur électrique, les cou- ches intermédiaires doivent être quelque peu précontrain- tes. Comme l'amortissement des oscillations résulte d'un travail de foulage dans les couches intermédiaires, aucun découplage optimal des zones d'appui par rapport aux os- cillations porteuses du moteur électrique n'est possible. Comme de tels agencements sont fréquemment mis en oeuvre pour des installations de climatisation de véhicules auto- mobiles, dans lesquelles les zones d'appui se trouvent sur les parois de canalisations d'air jouant le rôle de caisses de résonance, les oscillations résiduelles se traduisent par des bruits de fonctionnement indésirables. Avantages de l'invention. Pour éviter les inconvénients ci-dessus, l'invention concerne un moteur électrique caractérisé en ce que le système de suspension constitué par les éléments élastiques est adapté à l'oscillation d'excitation du mo- teur électrique de façon que la fréquence propre du système de suspension soit inférieure à la fréquence d'excitation du moteur électrique. Le moteur électrique selon l'invention présentant ces caractéristiques a l'avantage qu'une isolation remar- quable des oscillations est obtenue grâce à un couplage très adapté du moteur sous les zones d'appui. Dans ce cas, l'isolation des oscillations signifie que, pour des ampli- tudes constantes des forces d'excitation, les forces dyna- miques transmises par la suspension ne s'élèvent plus qu'à une fraction des forces d'excitation. Ceci est obtenu par un choix approprié des rapports d'adaptation T du système de suspension, auquel cas on a: Oe Fréquence d'excitation - - cl Fréquence propre Une isolation des oscillations élevée est obtenue pour: n > 1 ou bien O > o1- Dans ce cas, on parle d'une excitation surcritique ou bien d'un système très adapté. Suivant une caractéristique de l'invention, il est particulièrement avantageux que les éléments élastiques soient constitués par des tasseaux, de préférence fabriqués en métal, avec une section transversale essentiellement en forme de U, qui s'étendent parallèlement à l'axe de rota- tion de l'induit du moteur, qui prennent en outre appui par la base du U contre la surface enveloppe externe de la par- tie tubulaire du carter, et dont les branches du U sont maintenues par leurs extrémités libres contre les zones d'appui parce que, grâce à la rigidité élevée de ces tas- seaux en direction externe, dans le cas de moteurs ayant une longueur de construction courte et un grand diamètre, o on évite un basculement ou un tangage indésirables de l'axe du moteur à partir de la position initiale. Suivant d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - les extrémités libres des branches du U sont en forme de tubes et sont maintenues contre les zones d'appui dans des évidements de paliers en forme de gorges adaptées à la forme des extrémités des branches; - les évidements de paliers sont disposés dans un élément amortisseur en élastomère faisant partie des zones d'appui, ces éléments amortisseurs étant en ce qui les con- cerne placés dans des évidements des zones d'appui. Dessins. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de plusieurs modes de réa- lisation représentés dans les dessins annexés dans les- quels: - La figure 1 est une coupe longitudinale par- tielle d'un moteur électrique dont seule une partie de car- ter de forme tubulaire est représentée, et d'un anneau porteur entourant à une certaine distance la partie de car- ter du moteur, anneau sur lequel sont ménagées des zones d'appui pour le moteur. - La figure 2 est une coupe transversale de l'agencement complet selon la figure 1, qui montre diffé- rentes réalisations des éléments élastiques faisant partie des systèmes de suspension du moteur électrique. - La figure 3 est une représentation en perspec- tive d'un autre élément élastique pour la constitution d'un système de suspension de moteur. Description de l'exemple de réalisation. Dans l'agencement représenté sur les dessins, un moteur de ventilateur est découplé vis-à-vis de son support en ce qui concerne les oscillations d'excitations produites par ce moteur (oscillations radiales et tangentielles 2 et 4 sur la figure 2). Du moteur électrique 10 est seulement représentée sur la figure 1 une partie de carter 12 de forme tubulaire qui peut, par exemple, être constituée par une structure ferromagnétique. Le moteur électrique 10 est entouré d'un anneau porteur 14 dont le diamètre interne est supérieur au diamètre externe de la partie de carter 12. Il en résulte un intervalle 16 (figure 2) entre la surface en- veloppe externe 17 de la partie de carter 12 et la paroi interne 15 de l'anneau porteur 14. Comme on peut notamment le voir sur la figure 2, cet intervalle 16 est ponté par des éléments élastiques 18, ou 20, ou 22, ou 24, dont qua- tre réalisations différentes sont représentées sur la fi- gure 2. Selon l'exemple de réalisation, quatre éléments élastiques identiques 18, ou 20, ou 22, ou 24, constituent respectivement un système de suspension pour le moteur électrique dans l'anneau porteur 14. La figure 3 montre un autre élément élastique 26 dans une représentation en pers- pective. Tous les éléments élastiques 18 à 26 ont un commun qu'ils sont réalisés sous forme de tasseaux et comportent essentiellement une section transversale en forme de U. Ils s'étendent parallèlement à l'axe de rotation 29 de l'induit du moteur électrique 10. Le tasseau élastique 18 prend appui, tout comme les autres éléments élastiques 20, 22, 24, 26, par la base du U 118 sur une surface d'appui 21 de la surface enveloppe 17 de la partie de carter 12. Il traverse, avec au moins un appendice 120 formé à partir de celui-ci en contre dé- pouille, un ajour 122 formé dans l'anneau porteur 12, de sorte que pour le montage du tasseau élastique 18 celui-ci peut être enclenché par simple compression des branches 124 du U sur la partie de carter 12. Les extrémités libres des branches 124 du U sont roulées de façon à donner des tubes d'appui 126. Ces tubes d'appui 126 sont maintenus contre des zones d'appui 28 de l'anneau porteur 14, dans des évi- dements d'appui correspondants 127 en forme de gorges adap- tées à la forme des tubes d'appui. Les évidements d'appui 127 en forme de gorges sont alors formés de façon que les tubes d'appui 126 soient maintenus dans ceux-ci de façon imperdable. La forme de réalisation qui vient d'être décrite pour les tasseaux élastiques 18 est également valable de façon analogue pour le tasseau élastique 20. A la diffé- rence de la forme de réalisation décrite, au lieu de l'en- clenchement 120, le tasseau élastique 20 est relié à la partie de carter 12 à l'aide d'un rivet tubulaire 128. Le tasseau élastique 22 est relié à la partie de carter 12 à l'aide de ce que l'on appelle une liaison ra- pide 220. A cet effet, la partie de carter 12 comporte un tenon 222 faisant saillie radialement vers l'extérieur, au- quel est associée une découpure 224 dans la base du U. Le tenon 222 est, comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, allongé en section transversale. La découpure 224 asso- ciée à ce tenon, formé dans la base du U de la branche élastique 22 et qui est mieux visible sur la forme de réa- lisation de la figure 3, est en ce qui concerne sa largeur légèrement inférieure à la largeur du tenon 222. Afin que le tasseau élastique 22 puisse être enclenché sur le tenon 222, il est prévu dans la base du U de l'élément élastique des cisaillages 226 qui débouchent dans la découpure 224. Il apparaît ainsi, entre les cisaillages 226 disposés par paires, des languettes 228 susceptibles d'être déviées élastiquement et qui permettent une fixation de la bande élastique 22 sur le tenon 222. Lors de la fixation, les deux languettes 228 sont légèrement déviées et s'accrochent sur les surfaces latérales du tenon 222, de sorte que la bande élastique 22, ou 24, ou 26, est maintenue sur le te- non 222 contre un détachement inintentionnel. Cet agence- ment est mieux visible sur la figure 3 o, pour la bande élastique 26, on peut voir également la disposition de la découpure 224, des cisaillements 226 et des languettes sus- ceptibles d'être déviées. Cette fixation dite à liaison rapide, générale- ment connue, est prévue aussi bien pour le tasseau élasti- que 22 qu'également pour les tasseaux élastiques 24 et 26. Les extrémités libres des branches du U du tasseau élasti- que 22 ne sont pas enroulées dans le cas de l'exemple de réalisation, mais sont recourbées vers l'extérieur et main- tenues au moyen de languettes pliables 224 disposées sur les surfaces d'appui. Par contre, dans le cas du tasseau élastique 24, des tubes d'appui 226 sont également raccor- dés et sont montés dans un élément amortisseur 320 en élas- tomère. Cette forme de réalisation est particulièrement recommandée lorsque, dans le cas d'un moteur réglable de façon continue, notamment pour de basses vitesses de rota- tion, il apparaît des fréquences d'excitation isolées à basse fréquence, auquel cas la fréquence d'excitation O peut être égale à la fréquence propre du système de suspen- sion r = 1 (c'est-à-dire résonance) ou bien inférieure à la fréquence propre o1 (y > 1). Dans ce cas il n'est obtenu par l'élément élastique 24 aucune isolation des oscilla- tions ou bien seulement une faible isolation. Grâce à l'élément élastomère 320 disposé en série par rapport à l'élément élastique 24, ces oscillations d'excitation basse fréquence et les fréquences très élevées qui pourraient se propager par l'intermédiaire du matériau élastique, sont amorties. Du fait de la forme de réalisation tubulaire des extrémités libres des branches du U et des évidements d'ap- pui 327 associés à ces extrémités, un mouvement de rotation de ces extrémités d'éléments élastiques par rapport aux éléments amortisseurs 320 est rendu possible, grâce à quoi un amortissement supplémentaire est obtenu. Comme le montre la figure 1, les tasseaux élastiques, par exemple 18 dans l'anneau porteur 14, sont maintenus latéralement dans leur logement par l'intermédiaire de parties de parois 30 venant en prise. Il est clair que la fréquence propre des tasseaux élastiques ou des systèmes de suspension respectifs peut être ajustée par adaptation de l'épaisseur des matériaux, dans la largeur de ressorts, ainsi que par le choix et la mise en forme de ceux-ci. Dans ce contexte, on se référera à nouveau à la forme de réalisation du tasseau élastique 26 de la figure 3 dans laquelle les deux branches du U sont resserrées par une mise en forme 32 en col de cygne. Dans toutes les formes de réalisation de l'invention, les extré- mités libres des branches de U 124 des éléments élastiques 18, 20, 22, 26, s'appuient sur les zones d'appui 28 de l'anneau porteur 14, tandis que dans le cas de la forme de réalisation avec l'élément élastique 24, la zone d'appui est constituée par l'élément amortisseur 320 intégré dans l'anneau porteur 14. R E V E N D I C A T I ON S 1- Moteur électrique avec une partie de carter au moins approximativement tubulaire, dont la surface enve- loppe externe est à une faible distance radiale de plu- sieurs zones d'appui, tandis qu'entre cette surface enveloppe et la zone d'appui sont respectivement disposés des éléments élastiques qui prennent appui, d'une part con- tre la surface enveloppe externe et, d'autre part contre les surfaces d'appui, et qui maintiennent le moteur élec- trique en supprimant les oscillations d'excitation du mo- teur en fonctionnement, moteur électrique caractérisé en ce que le système de suspension constitué par les éléments élastiques est adapté à l'oscillation d'excitation du mo- teur électrique (10) de façon que la fréquence propre du système de suspension soit inférieure à la fréquence d'ex- citation du moteur électrique. 2- Moteur électrique selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les éléments élastiques (18, ou 20, ou 22, ou 24, ou 26) sont formés par des tasseaux de préfé- rence fabriqués en métal et de section transversale essen- tiellement en forme de U, qui s'étendent parallèlement à l'axe de rotation (29) de l'induit du moteur et qui pren- nent appui par la base du U contre la surface enveloppe ex- terne de la partie de carter tubulaire, et dont les branches du U sont maintenues par leurs extrémités libres contre les zones d'appui (28). 3- Moteur électrique selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les extrémités libres des branches du U sont en forme de tubes et sont maintenues contre les zones d'appui (28) dans des évidements de paliers en forme de gorges adaptées à la forme des extrémités des branches 4- Moteur électrique selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que les évidements de paliers (127) sont disposés dans un élément amortisseur (320) en élastomère faisant partie des zones d'appui (28), ces éléments amor- tisseurs étant en ce qui les concerne placés dans des évi- dements des zones d'appui (28). - Moteur électrique selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que les extrémités libres des branches du U sont maintenues par des pattes repliées (224) disposées sur les surfaces d'appui (28). 6- Moteur électrique selon l'une des revendica- tions 2 à 5, caractérisé en ce que les tasseaux sont fixés par des rivets (128) sur la partie de carter (12) de forme tubulaire. 7- Moteur électrique selon l'une des revendica- tions 2 à 5, caractérisé en ce que les éléments élastiques en forme de tasseaux (18) sont enclenchés contre la partie de carter (12) de forme tubulaire. 8- Moteur électrique selon l'une des revendica- tions 2 à 5, caractérisé en ce que les éléments élastiques en forme de tasseaux (22, ou 24, ou 26) sont fixés au moyen d'un assemblage à liaison rapide sur des tenons (222) qui font saillie de préférence radialement à partir de la sur- face enveloppe externe (18) de la partie tubulaire de car- ter (12). 9- Moteur électrique selon l'une des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que les zones d'appui (28) sont réalisées contre la paroi interne d'un anneau porteur (14) qui entoure à une certaine distance (16) la partie de carter tubulaire (12) du moteur électrique.