Brevet FR2712436A1 — publié le 19950519

" Moteur électrique pour l'entraînement de pompes d'alimen- tation en carburant pour des moteurs à combustion in- terne " Etat de la technique. La présente invention concerne un moteur électri- que, notamment pour l'entraînement de pompes d'alimentation en carburant pour des moteurs à combustion interne, avec un stator disposé dans un carter et comportant au moins deux aimants permanents et avec un rotor tournant dans ce stator et solidaire en rotation d'un arbre de rotor monté dans le carter, avec des enroulements de rotor et un commu- tateur disposé contre le rotor sur l'arbre de rotor, avec un corps de base constitué d'un matériau non électriquement conducteur, de préférence une matière synthétique, corps de base sur lequel sont disposés plusieurs segments de commu- tateur reliés électriquement aux différents enroulements du rotor, et avec deux balais de commutateur disposés l'un en face de l'autre et étant respectivement à un potentiel électrique opposé, ces balais étant maintenus par l'action de ressort en application contre le commutateur ainsi qu'avec un dispositif électrique d'anti-parasitage prévu au voisinage du commutateur à l'intérieur du carter. Dans un appareil de refoulement de carburant con- nu par le document DE-27 02 404 un tel moteur électrique entraîne au moyen d'un arbre de rotor en rotation l'organe de refoulement d'une pompe de refoulement disposée dans un boîtier commun. Le moteur électrique comporte alors un sta- tor fixé dans le carter avec deux aimants permanents placés en face l'un de l'autre et dans lequel tourne un rotor gui- dé sur l'arbre de rotor monté dans le carter dont il est solidaire en rotation. Sur l'extrémité de l'arbre du rotor éloignée de la pompe il est prévu un commutateur (collecteur) qui est relié au côté frontal du rotor et qui est formé par un corps de base de forme cylindrique en ma- tière synthétique et des segments de commutateur disposés radialement sur celui-ci et qui sont reliés électriquement aux différents enroulements du rotor. On connaît alors éga- lement des moteurs électriques avec un rotor en forme de disque et un commutateur en forme de disque également guidé sur l'arbre du rotor et relié au rotor, tandis que les seg- ments du commutateur sont disposés sur une des surfaces frontales axiales planes du corps de base en forme de dis- que en matière synthétique En outre, deux balais de commutateur placés l'un en face de l'autre sont disposés dans le carter du moteur électrique connu dans la zone du commutateur, ces balais étant maintenus en application, au moyen de ressorts de pression, contre la périphérie radiale, comportant les seg- ments de commutateur, du commutateur de forme cylindrique. Dans le cas d'un commutateur plan en forme de disque, il est prévu des balais disposés axialement de façon appro- priée qui sont pressés par l'action de ressort contre la surface frontale, comportant les segments de commutateur, du commutateur plan. Ces brosses frottant sur la surface du commuta- teur pendant le mouvement de rotation de celui-ci sont alors raccordées par des conducteurs de raccordement res- pectivement à un potentiel électrique positif ou bien néga- tif. Pour maîtriser pendant le fonctionnement du moteur électrique les tensions parasites produites au voisinage du commutateur par une formation d'étincelles des brosses frottant sur le commutateur, le moteur électrique connu comporte un dispositif d'anti-parasitage dont les éléments d'anti-parasitage (bobines anti-parasitage, condensateurs anti-parasitage) sont reliés au conducteur électrique de raccordement des broches de commutateur et qui, recouverts par injection d'une enveloppe en matière synthétique résis- tant au carburant, sont disposés dans les évidements de pa- liers du carter. Dans ce cas, le dispositif d'anti-parasitage du moteur électrique connu présente l'inconvénient que les éléments d'anti-parasitage sont disposés relativement loin de la source de parasites, de sorte que les longs trajets de liaison entre la source de parasites et les moyens d'an- ti-parasitage diminuent la qualité de l'anti-parasitage. En outre, le dispositif d'anti-parasitage connu nécessite de la place supplémentaire dans le carter et aug- mente du fait des composants supplémentaires, la dépense de montage de l'appareil de refoulement de carburant, tandis qu'il n'est pas possible d'intégrer ultérieurement le dis- positif d'anti-parasitage dans des appareils de refoulement de carburant existants sans prévoir des modifications de construction du carter. Avantages de l'invention. L'invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients. A cet effet, l'invention concerne un moteur élec- trique caractérisé en ce que les éléments d'anti-parasitage du- dispositif électrique d'anti-parasitage sont intégrés dans le commutateur en rotation, tandis qu'un élément d'an- ti-parasitage est respectivement branché entre deux seg- ments de commutateur voisins. Le moteur électrique défini ci-dessus a par ailleurs l'avantage que grâce à l'intégration des éléments du dispositif d'anti-parasitage dans le commutateur une liaison directe des éléments d'anti-parasitage à la source de parasites est possible ce qui a pour conséquence un très bon effet d'anti-parasitage notamment dans la gamme des on- des métriques. Il est alors possible du fait que les élé- ments d'anti-parasitage sont complètement entourés de façon avantageuse par la matière moulée du corps de base du com- mutateur et les segments de commutateur, d'étancher de fa- çon certaine les éléments d'anti-parasitage par rapport au carburant traversant le moteur électrique, de sorte que des éléments courants du commerce simples et économiques (condensateurs) peuvent être utilisés comme élément de dé- parasitage qui n'a pas besoin d'être résistant au carbu- rant. Par ailleurs, l'intégration selon l'invention des éléments d'anti-parasitage dans le commutateur s'avère sur- tout avantageuse lors d'un rééquipement d'appareils de re- foulement existants, car leurs dimensions initiales sur le commutateur et sur le carter ou bien sur un couvercle de raccordement prévu n'ont pas besoin d'être modifiées pour obtenir un anti-parasitage électrique hautement efficace. Un autre avantage est obtenu par la liaison élec- trique directe entre les segments de commutateur et les éléments d'antiparasitage, grâce à quoi on peut dans ce cas renoncer au conducteur électrique de raccordement, qui aurait eu pour conséquence une dépense de fabrication plus élevée et du fait d'influences mécaniques (par exemple des secousses) sur leur liaison une tendance plus élevée au pa- rasitage. D'autres avantages et des formes de réalisation avantageuse de l'objet de l'invention sont caractérisés: - les éléments d'anti-parasitage sont disposés dans le corps de base du commutateur et sont complètement entourés par celui-ci et par les segments de commutateur limitrophes; les éléments d'anti-parasitage revêtent la forme d'un condensateur, dont les raccordements électriques, res- pectivement une nervure de maintien faisant saillie radia- lement vers l'intérieur, sont en contact avec deux segments voisins de commutateur; - le corps de base du commutateur est de forme cy- lindrique, tandis que les segments de commutateur sont dis- posés à une certaine distance les uns des autres sur sa surface périphérique; - le corps de base est en forme de disque, tandis que les segments de commutateur sont disposés à une cer- taine distance les uns des autres sur au moins une de ces surfaces frontales. Dessins. Deux exemples de réalisation du moteur électrique selon l'invention pour l'entraînement de pompes d'alimenta- tion en carburant sont représentés sur les dessins ci- joints dans lesquels: - la figure 1 est une coupe du carter dans lequel est logé le moteur électrique avec une représentation schématique des composants limitrophes de dispositif de refoulement. - la figure 2 est une coupe de la zone du commutateur du moteur électrique représenté sur la figure 1 dans laquelle la position des éléments d'anti-parasitage dans un commutateur de forme cylindrique est représentée. - les figures 3 et 4 montrent un autre exemple de réalisa- tion en deux vues en coupe dans lesquelles les éléments d'anti- parasitage sont mis en place sur un commutateur en forme de disque. Description de l'exemple de réalisation. Dans le cas du dispositif de refoulement de car- burant représenté sur la figure 1 une pompe de refoulement de carburant 3 entraînée en rotation par un moteur électri- que 1 est guidée avec celui-ci dans un carter commun 7 dis- posé de préférence dans un réservoir de carburant 5, et qui comporte un raccordement d'aspiration 9 vers le réservoir de carburant 5 et un raccordement 11 vers une canalisation sous pression 13 qui est de l'autre côté raccordée à un mo- teur à combustion interne 15 à alimenter. Le moteur électrique 1 est alors constitué d'un stator 17 disposé contre la paroi interne du carter 7 et d'un rotor 19 tournant dans ce stator. Le stator 17 com- porte alors deux aimants permanents 21 disposés l'un en face de l'autre et entre lesquels tourne sur un arbre de rotor 25 monté dans le carter un rotor 19 formé d'un noyau de fer et d'un roulement de rotor 23 disposé sur ce noyau, tandis qu'également la réalisation du rotor sous la forme d'un rotor à arbre creux guidé sur un axe fixe est possi- ble. Une extrémité de l'arbre 25 du rotor solidaire en ro- tation du rotor 19 fait saillie dans la pompe de refoulement de carburant 3 et y entraîne en rotation un or- gane de refoulement 27 dans une chambre de pompe 29. Sur l'extrémité libre opposée à la pompe de re- foulement de carburant 3 de l'arbre 25 du rotor est dispo- sé, solidaire en rotation, un commutateur 31 relié du côté frontal avec le rotor 19, et qui tourne entre deux balais de commutateur 33 placés l'un en face de l'autre. Les ba- lais de commutateur sont alors, comme représenté sur la fi- gure 2, maintenus en application sur la surface périphérique du commutateur de forme cylindrique 31 par des ressorts de pression 35 et sont par l'intermédiaire de con- ducteurs électriques de raccordement 37 respectivement sol- licités par un potentiel électrique opposé. Le commutateur 31 représenté à plus grande échelle sur la figure 2 com- porte un corps de base 39 de forme cylindrique guidé sur l'arbre 25 du rotor et qui est de préférence réalisé en une matière synthétique moulée, tandis que sur sa surface péri- phérique sont disposés plusieurs segments 41 de commuta- teur, qui sont respectivement reliés électriquement aux différents enroulements 23 du rotor. Les segments 41 réali- sés de préférence en cuivre comportent en section transver- sale une forme de segment annulaire dont le diamètre interne correspond au diamètre externe du corps de base 39 et dont le diamètre externe est respectivement identique de sorte qu'ils offrent aux balais 33 une surface de déplace- ment uniforme. Les segments de commutateur 41 s'étendent axialement sur toute la longueur du commutateur 31 et sont respectivement fixés sur le corps de base 39 par l'intermé- diaire de deux nervures de maintien 43 faisant saillie ra- dialement vers l'intérieur, tandis qu'entre les segments individuels 41 subsiste respectivement une fente 45. Pour réduire les tensions parasites provoquées par le frottement des balais 33 sur le commutateur 31 pen- dant le fonctionnement du moteur électrique 1, le commuta- teur 31 comporte un dispositif d'anti-parasitage qui est formé par des éléments d'anti-parasitage intégrés dans le commutateur 31. Ces éléments d'anti-parasitage réalisés de préférence sous la forme de condensateurs 47 sont alors pressés dans le corps de base 39 de façon qu'à l'exception de deux emplacements de contact ils sont complètement re- couverts par la matière synthétique du corps de base 39, un condensateur 47 étant respectivement disposé entre deux segments voisins 41 de commutateur. Les différents segments 41 sont alors mis en contact avec deux condensateurs 47 par l'extrémité des nervures de maintien 43 tournée radialement vers l'intérieur, et par l'intermédiaire de ces condensa- teurs reliés respectivement aux segments 41 voisins. Les segments 41 ferment alors vers l'extérieur les emplacements de contact prévus sur les condensateurs 47, de sorte que ceux-ci peuvent alors être étanchés de façon sûre contre le carburant traversant le moteur électrique 1. Dans le cas du commutateur en forme de disque 51 représenté en coupes partielles sur les figures 3 et 4, et qui avec son corps de base 59 en forme de disque est égale- ment guidé sur l'arbre 25 du rotor, les segments de commu- tateur plans 53 sont disposés sur la surface frontale 55 du corps de base 59, tandis que deux balais de commutateur 57 axiaux sont maintenus par l'intermédiaire de ressorts de pression 35 en application contre les segments de commuta- teur 53. Les éléments de déparasitage réalisés sous la forme de condensateurs 47 sont alors, comme l'indique la figure 4, intégrés également entre les segments de commuta- teur 53 dans le corps de base en matière synthétique et en forme de disque 59 du commutateur 51 et sont mis en contact avec ceux-ci comme décrit sur la figure 2. Il est ainsi possible, avec le moteur électrique selon l'invention, en utilisant de simples éléments de dé- parasitage courants du commerce, d'obtenir une suppression hautement efficace des tensions parasites, sans avoir alors à modifier les dimensions du moteur électrique ou bien la constitution du carter du dispositif de refoulement. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N 1- Moteur électrique (1), notamment pour l'entraî- nement de pompes d'alimentation en carburant (3) pour des moteurs à combustion interne (15), avec un stator (17) dis- posé dans un carter (7) et comportant au moins deux aimants permanents (21) et avec un rotor (19) tournant dans ce sta- tor et solidaire en rotation d'un arbre de rotor (25) monté dans le carter (7), avec des enroulements de rotor (23) et un commutateur (31, 51) disposé contre le rotor (19) sur l'arbre de rotor (25), avec un corps de base constitué d'un matériau non électriquement conducteur, de préférence une matière synthétique, corps de base sur lequel sont disposés plusieurs segments de commutateur (41, 53) reliés électri- quement aux différents enroulements (23) du rotor, et avec deux balais de commutateur (33, 57) disposés l'un en face de l'autre et étant respectivement à un potentiel électri- que opposé, ces balais étant maintenus par l'action de res- sort en application contre le commutateur (31, 51), ainsi qu'avec un dispositif électrique d'anti-parasitage prévu au voisinage du commutateur à l'intérieur du carter (7), ca- ractérisé en ce que les éléments d'anti-parasitage (47) du dispositif électrique d'anti-parasitage sont intégrés dans le commutateur (31, 51) en rotation, tandis qu'un élément d'anti-parasitage est respectivement branché entre deux segments de commutateur (41, 53) voisins. 2- Moteur électrique selon la revendication 1 ca- ractérisé en ce que les éléments d'anti-parasitage (47) sont disposés dans le corps de base (39, 59) du commutateur (31, 51) et sont complètement entourés par celui-ci et par les segments de commutateur limitrophes (41, 53). 3- Moteur électrique selon la revendication 2 ca- ractérisé en ce que les éléments d'anti-parasitage (47) re- vêtent la forme d'un condensateur, dont les raccordements électriques, respectivement une nervure de maintien (43) faisant saillie radialement vers l'intérieur, sont en con- tact avec deux segments voisins de commutateur (41, 53). 4- Moteur électrique selon la revendication 1 ca- ractérisé en ce que le corps de base (39) du commutateur (31) est de forme cylindrique, tandis que les segments de commutateur (41) sont disposés à une certaine distance les uns des autres sur sa surface périphérique. - Moteur électrique selon la revendication 1 ca- ractérisé en ce que le corps de base (59) est en forme de disque, tandis que les segments de commutateur (53) sont disposés à une certaine distance les uns des autres sur au moins une de ces surfaces frontales (55).