Brevet FR3037735A1 — publié le 20161223

Support de roulements La présente invention concerne un support de roulements pour machine électrique tournante, notamment machine de véhicule automobile. Dans un environnement machine tournant à hautes vitesses, il est indispensable de s'assurer d'un bon alignement de roulements de la machine, roulements qui portent l'arbre rotatif de la machine. En effet, un défaut d'alignement de ces roulements, à savoir un désalignement angulaire de ces roulements, entraine une usure accélérée de ces roulements, ce qui réduit leur durée de vie. Ce défaut d'alignement s'accompagne d'un mouvement angulaire indésirable entre les bagues intérieure et extérieure du ou des roulements. L'invention vise à pallier ces problèmes. L'invention a ainsi pour objet un support de roulements pour machine électrique tournante, notamment machine de véhicule automobile, ce support comportant : - un premier logement pour loger un premier roulement coopérant avec un arbre de la machine électrique, - un deuxième logement pour loger un deuxième roulement de manière coaxiale avec le premier roulement, ce deuxième roulement coopérant avec l'arbre de la machine électrique, ce support étant réalisé en une seule pièce. Grâce à l'invention, l'alignement des roulements peut être assuré de manière parfaite, à l'aide du support réalisé d'un seul tenant. Ceci est particulièrement plus satisfaisant que par exemple le cas où les roulements sont portés par des pièces différentes qui doivent être assemblées entre 3037735 2 elles. Un tel assemblage peut être source de jeux indésirables et causer un défaut de coaxialité pouvant engendrer un défaut d'alignement des logements des roulements. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, ce support 5 est réalisé en métal, notamment en aluminium ou acier. De préférence, ce support est réalisé par usinage, notamment par moulage puis usinage. Ceci peut être économique. Avantageusement les logements présentent une forme sensiblement cylindrique, les cylindres étant coaxiaux. 10 Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'un au moins des logements comporte un arrêt, notamment formé par une gorge, notamment annulaire, agencée pour recevoir un organe d'arrêt axial, notamment cet organe étant une rondelle d'arrêt. Bien entendu, le support peut comporter d'autres types d'arrêt 15 axial. Par exemple, l'arrêt peut comporter un organe d'arrêt et un alésage dans le support. Le cas échéant, l'un au moins des logements comporte une paroi transversale ajourée pour être traversée par l'arbre de la machine. Chaque logement est notamment formé par une paroi 20 cylindrique. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la paroi cylindrique se raccorde à des extensions transversales, situées de part et d'autre de cette paroi cylindrique. Ces extensions sont notamment planes. 25 Les extensions associées aux logements sont de préférence parallèles entre elles. Le support comporte par exemple au moins une branche longitudinale, notamment deux branches longitudinales parallèles. Avantageusement ces branches longitudinales se raccordent 30 aux extensions transversales, notamment aux bords extérieurs de ces extensions transversales. 3037735 3 L'une au moins des branches longitudinales comporte notamment un rétrécissement sur au moins une partie de sa hauteur. Les branches du support sont agencées pour venir au contact avec un stator de la machine électrique, notamment sur le rétrécissement 5 du support. L'invention a encore pour objet une machine électrique tournante comportant un support tel que décrit ci-dessus, et un arbre monté sur des roulements portés par le support. Le rotor est solidaire de l'arbre. 10 Le rotor est avantageusement agencé axialement entre les extensions transversales du support. La machine comporte de préférence un stator en contact avec le support. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le stator 15 comporte au moins deux parties disposées de part et d'autre des branches longitudinales. Avantageusement un organe d'arrêt axial est monté dans la gorge du logement du support. Le cas échéant la machine comporte un carter et un couvercle 20 pour fermer le carter. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le support est réalisé séparément du couvercle. En variante, le support et le couvercle sont réalisés d'une seule pièce. 25 L'invention a encore pour objet un compresseur de sur- alimentation électrique de véhicule automobile comportant une machine telle que précitée. L'invention permet, grâce au support en une seule pièce, un meilleur positionnement de la roue et de la volute du compresseur 30 notamment par rapport au cas où l'arbre bascule, entrainant la roue vers la volute et créant un contact indésirable entre ces pièces. 3 0 3 7 7 3 5 4 Par exemple, ce compresseur (« electric supercharger » en anglais) vient en complément d'un turbocompresseur pour palier son temps de réponse (dû à son inertie et au temps nécessaire pour que les gaz d'échappement ait une énergie suffisante pour l'entrainer). Le compresseur 5 fournit une suralimentation en quelques centaines de millisecondes jusqu'à ce que le turbocompresseur ait une vitesse suffisante pour prendre le relais. A cet effet, le compresseur comprend une roue de compresseur. Le compresseur est disposé sur le conduit d'admission en amont ou en 10 aval, de préférence en amont, du moteur thermique pour permettre de comprimer l'air d'admission afin d'optimiser le remplissage des cylindres du moteur thermique. La machine électrique est activée pour entraîner la roue du compresseur afin de minimiser le temps de réponse en couple, notamment 15 lors des phases transitoires à l'accélération, ou en phase de redémarrage automatique du moteur thermique après une mise en veille (fonctionnement « stop and start » en anglais). La vitesse de rotation de ce type de machine électrique peut atteindre 70000 tours/min. 20 Selon une réalisation, ladite machine électrique tournante présente un temps de réponse de l'ordre de 250ms pour passer de 5000 à 70000 tours/min. La machine peut être à reluctance variable. 25 L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en coupe, schématique et partielle, 30 d'un compresseur électrique selon un exemple de réalisation de l'invention, 3037735 5 - la figure 2 représente, schématiquement et partiellement, en coupe, une machine électrique équipant le compresseur de la figure 1, et - la figure 3 illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, le support de la machine de la figure 2. 5 La figure 1 montre un compresseur de sur-alimentation électrique 1 comportant une roue 2 munie d'ailettes 3 apte à aspirer, via une entrée 4, de l'air non-comprimé issu d'une source d'air (non représentée) et à refouler de l'air comprimé via la sortie 5 après passage 10 dans une volute référencée 6. La sortie 5 pourra être reliée à un répartiteur d'admission (non représenté) situé en amont du moteur à explosions afin d'optimiser le remplissage des cylindres du moteur à combustion. En l'occurrence, l'aspiration de l'air est réalisée suivant une direction axiale, c'est-à-dire suivant l'axe X de la roue 2, et le refoulement est réalisé suivant 15 une direction radiale perpendiculaire à l'axe X de la roue 2. La roue 2 est entraînée par une machine électrique 7 montée à l'intérieur du carter 8. Cette machine électrique 7 comporte un stator 9, qui pourra être polyphasé, entourant un rotor 10 avec présence d'un entrefer. Ce stator 9 est monté dans le carter 8. Le rotor 10 est solidaire d'un arbre 20 19 coopérant avec des roulements 20a et 20b. L'arbre 19 est lié en rotation avec la roue 2 ainsi qu'avec le rotor 10. Le stator 9 comporte un corps constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est pourvue d'encoches ouvertes vers l'intérieur pour recevoir des enroulements de 25 phase. Le rotor 10 d'axe de rotation X est par exemple à aimants permanents. Le rotor 10 comporte un corps formé ici par un empilement de tôles. On a représenté sur la figure 2 la machine électrique 7 30 davantage en détails. 3 0 3 7 7 3 5 6 La machine électrique 7 comporte un support 30 de roulements, ce support 30 comportant : - un premier logement 31a pour loger le premier roulement 20a coopérant avec l'arbre 19 de la machine 5 électrique 7, - un deuxième logement 31b pour loger le deuxième roulement 20b de manière coaxiale avec le premier roulement, ce deuxième roulement 20b coopérant avec l'arbre 19, 10 ce support 30 étant réalisé en une seule pièce. Ce support 30 est réalisé en en aluminium, par moulage et usinage. Comme on peut le voir sur la figure 3, les logements 31a et 31b présentent une forme sensiblement cylindrique, les cylindres étant coaxiaux 15 d'axe X. Le logement 31b comporte une gorge annulaire 33 agencée pour recevoir un organe d'arrêt axial 34 formé par une rondelle d'arrêt. Un ressort 35 est interposé comprimé entre la rondelle 34 et le roulement 20b. 20 Les roulements 20a et 20b sont, dans l'exemple décrit, des roulements à billes, avec chacun des bagues intérieure et extérieure. Le logement 31a comporte une paroi transversale ajourée 37 pour être traversée par l'arbre 19 de la machine. Chaque logement 31a et 31b est formé par une paroi cylindrique 25 38. Chaque paroi cylindrique 38 se raccorde à des extensions transversales 39, situées de part et d'autre de cette paroi cylindrique. Ces extensions 39 sont planes et les extensions 39 associées au logement 31a sont parallèles à celles du logement 31b. 30 Les parois cylindriques 38 font saillie axialement vers l'extérieur des extensions 39. 3037735 7 Le support 30 comporte deux branches longitudinales 40, parallèles entre elles, de part et d'autre de l'axe X. Ces branches longitudinales 40 se raccordent aux extensions transversales 39, aux bords extérieurs 41 de ces extensions transversales 5 39. Les branches longitudinales comportent chacune un rétrécissement 43 sur au moins une partie de sa hauteur. Les branches 43 du support sont agencées pour venir au contact avec le stator de la machine électrique, sur les rétrécissements 43 du 10 support. Le rotor est agencé axialement entre les extensions transversales 39 du support. Le stator 9 comporte deux parties disposées de part et d'autre des branches longitudinales 40. 15 La machine comporte le carter 8 et un couvercle 45 pour fermer le carter. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le support 30 est réalisé séparément du couvercle. En variante, le support et le couvercle sont réalisés d'une seule 20 pièce. Une ceinture de maintien 46 est prévue autour du support 30 et du stator 9. En variante, ou en complément, ce maintien peut être fait à l'aide de soudure. La machine 7 avec le support 30 est montée dans le carter 8. 25 La machine 7 peut être du type à reluctance variable. REVENDICATIONS1. Support (30) de roulements pour machine électrique tournante, notamment machine de véhicule automobile, ce support comportant : - un premier logement (31a) pour loger un premier roulement (20a) coopérant avec un arbre de la machine électrique, - un deuxième logement (31b) pour loger un deuxième roulement (20b) de manière coaxiale avec le premier roulement, ce deuxième roulement coopérant avec l'arbre de la machine électrique, ce support étant réalisé en une seule pièce. 2. Support selon la revendication précédente, ce support étant réalisé en métal, notamment en aluminium ou acier. 3. Support selon l'une des revendications précédentes, ce support étant réalisé par usinage. 4. Support selon l'une des revendications précédentes, les logements (31a, 31b) présentent une forme sensiblement cylindrique, les cylindres étant coaxiaux. 5. Support selon l'une des revendications précédentes, l'un au moins des logements comporte un arrêt, notamment une gorge (33), notamment annulaire, agencée pour recevoir un organe d'arrêt axial (34), notamment cet organe étant une rondelle d'arrêt. 303 7 7 3 5 9 6. Support selon l'une des revendications précédentes, l'un au moins des logements comporte une paroi transversale ajourée (37) pour être traversée par l'arbre de la machine. 5 7. Support selon l'une des revendications précédentes, chaque logement étant formé par une paroi cylindrique (38). 8. Support la revendication précédente, la paroi cylindrique (38) se raccorde à des extensions transversales (39), situées de part et d'autre 10 de cette paroi cylindrique. 9. Support selon l'une des revendications précédentes, le support comporte au moins une branche longitudinale, notamment deux branches longitudinales parallèles (40). 15 10. Machine électrique tournante comportant un support selon l'une des revendications précédentes, et un arbre monté sur des roulements portés par le support. 20 11. Compresseur de sur-alimentation électrique de véhicule automobile comportant la machine selon la revendication précédente. 25