Brevet FR2719723A1 — publié le 19951110

Moteur à gaine à rotor de type humide pour pompes, La présente invention concerne un moteur à gaine à rotor de type humide pour pompes, en particulier pompes de circulation, dont le stator y compris son bobinage sont moulés pour constituer un corps composite au moyen d'une masse durcissable dans un moule perdu et qui présente, sur son côté B opposé à la pompe, un dispositif de déblocage ainsi qu'au moins des éléments de connexion placés dans un espace fermé par un couvercle, éléments auxquels sont rac- cordées les conduites de connexion de l'enroulement du sta- tor. Sur les moteurs connus de ce type, l'armoire des connexions, prévue habituellement à l'extérieur sur l'enveloppe du carter, recouvre une partie insérable qui ferme une ouverture correspondante dans l'enveloppe et qui est munie d'orifices de passage pour les conduites de connexion de l'enroulement du stator ou d'une barrette de contact AMP, au moyen desquels sont établies les connexions requises. Dans ce cas, des difficultés proviennent non seulement pour l'étanchéité des orifices de passage des conduites de connexion ou de la barrette de contact à l'égard d'un échappement éventuel de la résine époxy servant de masse de coulée, mais aussi l'étanchéité de la partie insérable elle-même le long de son bord extérieur. Il s'ajoute à cela qu'après le durcissage de la masse de la paroi frontale du côté B, donc opposée à la pompe, il est nécessaire d'éliminer la masselotte se trouvant dans son centre et de créer en cet endroit un siège pour le palier côté B. L'invention est donc basée sur le problème de créer un moteur à gaine, à rotor de type humide, qui peut être fabriqué sans problème et à un coût plus avantageux que les moteurs à gaine à rotor de type humide connus, du type mentionné dans l'introduction. Ce problème est résolu par un moteur à gaine à rotor de type humide dans lequel l'es- pace de connexion fait suite à la paroi frontale du côté B du moule perdu et les conduites de connexion de l'enrou- lement du stator sortent en direction axiale du corps com- posite pour parvenir dans l'espace de connexion. Du fait que l'espace de connexion à l'intérieur duquel les conduites de raccordement de l'enroulement du stator sont raccordées aux conduites d'arrivée, et dans lequel sont disposés les composants électriques nécessaires, par exemple un condensateur, fait suite à la paroi frontale du côté B du corps composite, lesdites conduites de connexion ne sortent plus radialement mais axialement. De ce fait, sont éliminées non seulement l'armoire des connexions séparées, placée extérieurement contre l'enveloppe du carter sur les moteurs connus du type en question, "mais aussi l'ouverture pratiquée dans cette enveloppe de carter et la partie insérable qui ferme cette ouverture. De même sont éliminés les problèmes d'étanchéité, car il est inutile de prévoir dans la paroi frontale côté B un orifice obturable par une plaque et qu'en outre, l'étanchéité des passages des conduites de raccordement ne pose aucun problème car ces passages sont prévus dans la même paroi du moule perdu dans laquelle se trouvent également les orifices de coulée et d'équilibrage dudit moule. Dans un mode de réalisation préféré, les parois latérales de l'espace de connexion sont formées par un prolongement de la surface enveloppante du moule perdu faisant saillie de la paroi frontale du côté B, de telle sorte que l'armoire des connexions, y compris son couvercle d'obturation, sont réalisés en une seule pièce avec le moule perdu, ce qui abaisse encore davantage le coût du moteur, car la dépense supplémentaire inhérente à cette prolongation est sensiblement inférieure au coût d'une armoire de raccordement à console devant être montée sur la face enveloppante du moule perdu. Par ailleurs, les coûts de fabrication peuvent être réduits fortement par le fait qu'au lieu de la masselotte centrale à éliminer après le durcissage, on a prévu, à une certaine distance radiale d'un orifice central de l'ouverture frontale côté B du moule perdu, au moins un orifice de coulée et au moins un orifice d'équilibrage. De ce fait, il est possible de supprimer totalement tant l'élimination de la masselotte qu'un usinage à enlèvement de copeaux de la masse durcie. Tant l'orifice de coulée que l'orifice ou les orifices d'équilibrage peuvent déboucher dans une chambre dont la paroi de limitation pénètre dans l'espace de connexion au-delà de la paroi frontale du côté B du moule perdu et est réalisée en une seule pièce avec cette paroi frontale. Dans un exemple de réalisation préféré, les orifices de passage des conduites de raccordement débouchent dans la paroi frontale côté B du moule perdu, dans un canal ouvert en direction de l'espace de connexion. Pour réaliser l'étanchéité, il suffit d'insérer un corps d'étanchéité dans ce canal. Un porte-contact pour des éléments de contact de bornes de connexion au moyen desquels sont établies les liaisons nécessaires, peut être constitué en une seule pièce avec la paroi frontale côté B du moule perdu, ce qui constitue également une économie sur les coûts. En outre, sur la paroi frontale côté B, peuvent être moulés des éléments de construction à disposer dans l'espace de connexion, par exemple un condensateur et un interrupteur, ce qui a également un effet réducteur sur les coûts. Dans un mode de réalisation préféré, l'orifice central de la paroi frontale côté B du moule perdu est constitué par un tube moulé sur cette paroi et pénétrant dans l'espace de connexion, tube dans lequel pénètre un porte-palier pour le palier côté B de l'arbre moteur. De ce fait, est également éliminé tout usinage de la masse durcie, pour former un siège à ce porte-palier. Sa partie pénétrant dans le tube est munie de préférence d'un trou fileté central passant, constituant une partie d'un dispositif de déblocage, dans lequel pénètre un bouchon obturateur fileté. De manière préférée, sur le couvercle de l'espace de connexion, est moulé un raccord central qui vient chevaucher de manière étanche l'extrémité libre du tube central moulé sur la paroi frontale côté B, l'eau sortant lors d'un déblocage est de ce fait dérivée vers l'extérieur et ne peut donc pas pénétrer dans l'espace des connexions. Dans un mode de réalisation préféré, le porte-palier côté B présente un épaulement orienté vers le côté intérieur de la paroi frontale côté B, et à une certaine distance axiale de cette paroi, une partie formant bride, entre cette partie formant bride et la paroi frontale côté B se trouvant une partie de matière en forme de disque de la masse, laquelle fait suite à une partie de matière de forme cylindrique creuse dont le diamètre intérieur est égal à celui du stator, la partie du porte-palier venant s'appliquer sur la partie de matière en forme de disque de la masse, la bride présentant une fente annulaire ouverte vers l'extérieur ainsi qu'en direction de la partie de matière en forme de disque de la masse, fente dans laquelle est placé un joint torique, la gaine s'appliquant sur la partie de matière en cylindre creux de la masse formant une bride orientée radialement vers l'extérieur, s'appliquant sur la partie de matière en forme de disque de la masse, bride dont la dimension radiale est inférieure à celle de la fente annulaire, la paroi frontale côté B et la partie de matière en forme de disque de la masse étant traversées par des vis lesquelles pénètrent, chacune, dans un trou fileté du corps de palier côté B. Si l'on réalise le porte-palier côté B en métal, on peut utiliser l'une des vis au moyen desquelles le porte-palier côté B est tiré contre la paroi frontale côté B du moule perdu, pour servir de connexion au conducteur neutre. Ci- après, l'invention est expliquée plus en détail en référence à un exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur celui-ci: la figure 1 représente une coupe longitudinale de cet exemple de réalisation le long de la ligne I-I de la figure 2; la figure 2 représente une vue en projection sur le côté B, le couvercle de l'espace des connexions ayant été enlevé; la figure 3 représente un détail agrandi de la figure 1, présentant un élément de contact non encore placé dans son porte-contact et un corps d'étanchéité non encore inséré totalement; 15 la figure 4 représente un détail de la figure 1 correspondant à celui de la figure 3, le corps de contact étant inséré et l'interrupteur connecté. Une pompe de circulation pour une installation de chauffage ou une installation d'alimentation en eau chaude présente, comme le montre la figure 1, un carter de pompe réalisé de manière connue, dont les deux raccords de connexion, disposés coaxialement, sont désignés par le repère numérique 2. Sur le carter de pompe 1 est bridé au moyen de vis et un d'un flasque 4, un moteur électrique25 désigné globalement par le repère numérique 5, ce moteur étant un moteur asynchrone à courant triphasé avec phase auxiliaire pour le condensateur. Le moteur électrique 5 présente un carter en matière synthétique 6 coulé dans un moule perdu, dans lequel est disposé concentriquement un paquet de tôles 7 constituant le stator qui supporte un enroulement de stator 8. Le carter en moule perdu est fermé sur le côté frontal opposé au carter de pompe 1 par une paroi frontale 6' réalisée en une seule pièce avec l'enveloppe et sur le côté A orienté35 vers le carter de pompe 1 au moyen d'un couvercle 6'', lequel, comme le montre la figure 1, recouvre radialement vers l'intérieur la tête de bobine du côté A au moyen d'une section centrale de forme tubulaire. Sa surface 6 enveloppante intérieure fait suite, en s'alignant sur elle, à la surface enveloppante intérieure du paquet de tôle 7 du stator. La paroi frontale 6' côté B du carter à moule perdu est munie d'un orifice central au bord duquel est moulé un tube 9 disposé coaxialement, tube qui fait saillie sur le côté extérieur de la paroi frontale 6', opposé au carter de pompe 1. Dans ce tube 9 pénètre un tourillon creux central d'un porte-palier 10 placé côté B, lequel est 10 constitué en métal. Ce porte-palier 10 possède, comme le montre la figure 1, un épaulement qui est orienté vers le côté intérieur de la paroi frontale 6', et présente une partie formant flasque 10' disposée à une certaine distance axiale de la paroi frontale 6', le palier 11 côté15 B de l'arbre moteur 12 étant inséré dans cette partie formant flasque 10' Cette partie 10' est munie d'une gorge annulaire ouverte radialement vers l'extérieur ainsi qu'en direction de la paroi frontale 6', un joint torique 20 13 étant placé dans cette gorge. Ce joint torique 13 est serré contre l'extrémité côté B d'une gaine de moteur 14, et contre un flasque orienté radialement vers l'extérieur, prévu sur ladite extrémité côté B, la dimension radiale du flasque étant inférieure à celle de la gorge contenant le25 joint torique. Par la zone de la surface enveloppante de la partie 10' située axialement à côté de la gorge annulaire, le porte-palier 10 est centré et logé dans la gaine de moteur 14. Cette gaine de moteur 14 s'applique contre la surface enveloppante intérieure du paquet de30 tôle de stator 7 et du couvercle 6' du carter 6 à moule perdu. Sur l'extrémité côté A, la gaine de moteur 14 est munie d'un flasque orienté vers l'extérieur qui est serré contre la zone marginale intérieure d'un joint 15 en forme de rondelle, qui s'applique sur la face extérieure du35 couvercle 6' du carter 6. Comme le montre la figure 1, la zone marginale extérieure du joint 15 est serrée de manière jointive entre le couvercle 6' et une face d'étanchéité du carter I, la force de serrage étant générée par les vis 3, lesquelles serrent le corps de flasque 4 s'appliquant sur un épaulement du carter 6 contre le carter de pompe 1. La force exercée en direction axiale sur la gaine de moteur 14 est générée à l'aide de deux vis 16 lesquelles traversent la paroi frontale 6' côté B, pénètrent dans des trous filetés de la partie formant flasque 10 B du porte-palier 10 côté B, et serrent ce dernier contre la face frontale orientée vers l'intérieur du moteur d'un amas de matière en forme de10 disque s'appliquant contre la paroi latérale 6', fait en une masse constituée de résine époxy 23. Cette force de serrage est transmise par le joint torique 13 sur le flasque côté B, orienté radialement vers l'intérieur, de la gaine de moteur 14.15 Le paquet de tôle de stator 7 et l'enroulement du stator 8 sont coulés dans le carter à moule perdu 6 au moyen de la résine époxy 23. Comme le montre la figure 1, cette résine époxy 23 remplit toutes les cavités délimitées par le carter 6, le porte-palier côté B 10 et20 la gaine de moteur 14. Le stator constitue donc un corps composite avec la gaine 6 à moule perdu, dans lequel l'enroulement du stator 8 est complètement noyé dans la masse de moulage constituée par la résine époxy 23. Un orifice de coulée 17 est prévu dans la paroi frontale 6' côté B à une certaine distance axiale du tube 9 disposé centralement dans cette paroi. Cet orifice de coulée débouche dans une chambre de coulée 44 qui est limitée par deux parois 18, s'étendant parallèlement l'une à l'autre et moulées sur la paroi frontale 6', lesdites parois 18 faisant saillie au-delà du côté extérieur de ladite paroi frontale 6'. Ces parois 18 se raccordent à un prolongement 19 de l'enveloppe du carter 6, qui délimite radialement vers l'extérieur un espace de connexion 20, lui-même raccordé à la paroi frontale 6'. L'extension axiale de la prolongation 19 est légèrement supérieure à l'extension axiale des parois 18. La plus extérieure des deux parois 18 sépare la chambre de coulée 44 d'une chambre d'équilibrage 21, laquelle est limitée d'autre part car le prolongement 19 et débouche dans un orifice d'équilibrage 22 traversant la paroi frontale 6'. Comme le montre la figure 1, la résine époxy 23 servant de masse de moulage pénètre dans la chambre d'équilibrage 21, à la fin de la coulée, dès que toutes les cavités intérieures du carter 6 à moule perdu sont remplies. Trois chambres d'équilibrage 24, conformées de manière similaire, avec chacune un orifice d'équilibrage 25, sont disposées avec un décalage de 90 et 180 respectivement par rapport à la chambre d'équilibrage 21 et l'orifice d'équilibrage 22, comme le montre la figure 2. Sur le côté de la paroi frontale 6' du carter 6 orientée vers l'intérieur de l'espace de connexion 20, sont moulés des porte- contacts 26 placés côte-à-côte en une rangée, chacun d'eux étant équipé d'un corps de contact 27. Comme le montre la figure 4, ces corps de contact 27 sont réalisés de telle manière qu'il suffit d'y enficher les conducteurs de contact nus. Les porte- contacts 26 et les corps de contacts 27 constituent donc une barrette de connexion intégrée de type AMP, au moyen de laquelle il est possible d'établir les connexions requises entre les conducteurs de raccordement 28 de l'enroulement du stator 8, ainsi qu'une condensateur 29 et un interrupteur 30, ces deux derniers étant disposés dans l'espace des connexions 20 et fixés en place par des éléments support 31 moulés sur la paroi frontale 6.1. Pour le raccordement des deux conducteurs 32 du câble de connexion au réseau 33, dans l'exemple de réalisation représenté, deux bornes à vis 34 sont toutefois prévues en prolongement de la barrette de type AMP. Mais, ces conducteurs 32 peuvent aussi être raccordés à ladite barrette de type AMP à l'aide de deux bornes. Le conducteur 35 est mis à la terre et relié électriquement au porte-palier 10 au moyen d'une cosse terminale et de l'une des deux vis 16. Pour l'introduction de la connexion au réseau du câble 33 dans l'espace des connexions 20, le prolongement 19 est muni, dans sa section basse, d'un orifice en forme de U dans lequel est insérée une douille de passage 36. Comme le montre la figure 1, l'espace des connexions est fermé au moyen d'un couvercle 37, lequel est monté, par une zone marginale cylindrique, sur le bord libre du prolongement 19, et muni d'une ouverture centrale délimitée par une douille 38 pénétrant dans l'espace des connexions 20, et qui vient coiffer de manière étanche le tube 9. L'arbre moteur 12, qui supporte un rotor 39 réalisé en moteur à courtcircuit, est monté du côté A dans un palier 40, lui-même supporté par un porte-palier 41 qui est serré dans la gaine de moteur 14. Sur la section terminale de l'arbre moteur 12 faisant projection au-delà du porte-palier 41 et pénétrant dans le carter de pompe 1, est fixée une roue à pompe 42. Pour pouvoir débloquer le rotor 39, le prolongement du porte-palier 10 pénétrant dans le tube 9 est muni d'un trou fileté passant central qui est normalement fermé au moyen d'un bouchon obturateur fileté 43. S'il est nécessaire de remédier à un blocage du rotor 39, on sort le bouchon fileté 43 du trou fileté à travers la douille 38 du couvercle 37, et on intervient en faisant pénétrer un tournevis dans une encoche pratiquée sur le côté frontal de l'arbre moteur 12. Si alors de l'eau sort du trou fileté, cette eau ne peut pas pénétrer dans l'espace des connexions 20 parce qu'elle est dérivée vers l'extérieur par le tube 9, en traversant la douille 38. Par ailleurs, il est impossible que de la masse de moulage parvienne dans l'espace des connexions 20 lors du moulage du stator dans le carter 6 à moule perdu. D'une part, les chambres d'équilibrage 21 et 24, ainsi que la chambre du coulée 44 dans laquelle débouche l'orifice du coulée 17 sont suffisamment grandes, comme le montre la chambre d'équilibrage 24 représentée sur la figure 3. D'autre part, les orifices de passage 45 pour les conduites de raccordement 28 qui traversent la paroi frontale 6' du carter 6 à moule perdu, débouchent dans un canal 46 qui, comme le montre la figure 3, peut être fermé hermétiquement à l'égard de l'espace des connexions 20, au moyen d'un joint 47 élastique, en forme de boudin. Il 2719723 REVENDICATIONS 1. Moteur à gaine, à rotor de type humide, pour pompes, en particulier pompes de circulation, dont le stator y compris son bobinage sont moulés pour constituer un corps composite au moyen d'une masse durcissable dans un moule perdu, et qui présente sur son côté B opposé à la pompe un dispositif de déblocage ainsi qu'au moins des éléments de connexion placés dans un espace fermé par un couvercle, éléments auxquels sont raccordées les conduites de connexion de l'enroulement du stator, caractérisé en ce que: a) l'espace de connexion (20) fait suite à la paroi frontale (6') du côté B du moule perdu (6) et b) les conduites de connexion (28) de l'enroulement du stator (8) sortent en direction axiale du corps composite pour parvenir dans l'espace de connexion (20). 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à une distance radiale d'un orifice central de la paroi frontale (6') du côté B du moule perdu (6) sont prévus au moins un orifice de coulée (17) et au moins un orifice d'équilibrage (22, 25). 3. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que tant l'orifice de coulée (17) que l'orifice d'équilibrage (22, 25), débouchent dans une chambre (24, 44) dont la paroi de limitation (18) dépasse la paroi frontale (6') du côté B du moule perdu (6), pour pénétrer dans l'espace de connexion (20). 4. Moteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enveloppe cylindrique du moule perdu (6) entourant le stator, émerge en direction axiale de la paroi frontale (6') côté B dudit moule, et constitue au moins une partie de la paroi de limitation extérieure de l'espace de connexion (20). 5. Moteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les orifices de sortie (45) des 12 2719723 conduites de raccordement (28) dans la paroi frontale (6') du côté B du moule perdu (6), débouchent dans un canal ouvert en direction de l'espace (20), canal qui est hermétiquement fermé en direction dudit espace (20) par un corps d'étanchéité (47) inséré dans ledit canal. 6. Moteur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un porte-contact (26) des éléments de liaison (26, 27) est réalisé en une seule pièce avec la paroi frontale (6') du côté B du moule perdu (6). 7. Moteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que des éléments support (31) pour des éléments de construction (29, 30) disposés à l'intérieur de l'espace (20) sont moulés extérieurement sur la paroi frontale (6') du côté B. 8. Moteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'orifice central de la paroi frontale (6') du côté B du moule perdu (6), est formé par un tube (9) moulé sur la paroi frontale (6') du côté B et pénétrant à l'intérieur de l'espace (20), tube (9) dans lequel pénètre un porte-palier (10) pour le palier (11) du côté B de l'arbre moteur (12), et en ce que la partie dudit porte-palier (10) pénétrant dans le tube (9) est munie d'un alésage central fileté passant, constituant une partie d'un dispositif de déblocage dans lequel pénètre un bouchon obturateur fileté (43). 9. Moteur selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un raccord central (38), moulé sur le couvercle (37) de l'espace (20), vient chevaucher hermétiquement l'extrémité libre du tube (9). 10. Moteur selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que a) le porte-palier (10) du côté B présente un épaulement orienté vers le côté intérieur de la paroi 13 2719723 frontale (6') côté B, et à une certaine distance axiale de cette paroi (6'), une partie (10') formant bride b) entre cette partie (10') formant bride et la paroi frontale côté B (6') se trouve une partie de matière (23) en forme de disque de la masse (23), laquelle fait suite à une partie de matière de forme cylindrique creuse dont le diamètre intérieur est égal à celui du stator, et en ce que la partie (10') du porte-palier (10) vient s'appliquer sur la partie de matière (23') en forme de disque de la masse, c) la bride (10') présente une fente annulaire ouverte vers l'extérieur ainsi qu'en direction de la partie de matière en forme de disque de la masse (23), fente dans laquelle est placé un joint torique (13), d) la gaine (14) s'appliquant sur la partie de matière en cylindre creux de la masse (23) forme une bride orientée radialement vers l'extérieur, s'appliquant sur la partie de matière en forme de disque de la masse (23), bride dont la dimension radiale est inférieure à celle de la fente annulaire, e) la paroi frontale (6') côté B et la partie de matière en forme de disque de la masse (23) sont traversées par des vis (16) lesquelles pénètrent chacune dans un trou fileté du corps de palier (10) côté B. 11. Moteur selon la revendication 10, caractérisé en ce que la partie (10') formant bride du porte-palier (10) est montée et centrée dans la gaine (14). 12. Moteur selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'une des vis (16) est prévue pour la connexion du conducteur (35) connecté à la terre. 13. Moteur selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la paroi frontale côté A du moule perdu (6) forme une face d'application pour un joint d'étanchéité en forme de rondelle plate (15), dont le bord extérieur est serré entre ladite paroi frontale côté A et 14 2719723 le carter (1) de la pompe, et dont le bord intérieur est serré entre ladite paroi frontale côté A et une bride de la gaine (4) orientée radialement vers l'extérieur.