Brevet FR3038016A1 — publié le 20161230

COMPRESSEUR ELECTRIQUE AVEC ROUE AMELIOREE La présente invention concerne le domaine des compresseurs électriques, et plus particulièrement un compresseur électrique de suralimentation. Dans le cadre de l'invention, un compresseur électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur thermique, fonctionnant avec un moteur électrique. Plus précisément, le compresseur comporte une roue de compresseur entrainée par un moteur électrique. Le compresseur électrique est placé sur la ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne, en complément d'un turbocompresseur. Le compresseur électrique joue le même rôle que le turbocompresseur, à savoir augmenter la pression d'admission des gaz frais dans le moteur, mais est utilisé notamment lors des phases transitoires pour palier aux problèmes de temps de réponse du turbocompresseur. Actuellement, la roue du compresseur est en alliage d'aluminium, et est soit moulée, soit usinée dans la masse. La roue est disposée à une extrémité de l'arbre du compresseur électrique et maintenue en place par un écrou. Un inconvénient de ce type de roue en alliage d'aluminium est que son inertie n'est pas optimisée. En effet, le temps de réponse du compresseur électrique doit être le plus court possible, et une inertie importante augmente ce temps de réponse et également l'énergie nécessaire à l'accélération du compresseur électrique. Pour résoudre ce problème, il est possible d'utiliser une roue en plastique. Cependant, les contraintes de moulage des pièces plastiques imposent des épaisseurs quasi-constantes, ce qui rend la zone de serrage par un écrou trop fragile avec une roue plastique. De plus, le plastique a tendance à fluer dans le temps et le serrage peut alors être perdu. Il n'est donc pas possible de remplacer directement la roue en aluminium par un modèle en plastique en conservant le mode d'assemblage avec un écrou. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un compresseur électrique 3038016 2 avec une roue de compresseur améliorée, permettant ainsi de réduire l'inertie et par conséquence le temps de réponse du compresseur. Pour cela, la présente invention propose un compresseur électrique comportant un arbre entrainé en rotation par un moteur électrique par l'intermédiaire de roulements, 5 l'arbre entrainant en rotation une roue de compresseur, le compresseur comportant une bague porte segment d'étanchéité montée autour de l'arbre entre les roulements 4 et la roue de compresseur, la roue étant en plastique surmoulée sur une bague de support de surmoulage. L'utilisation de plastique réduit l'inertie de la roue, ce qui augmente l'efficacité du 10 compresseur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague de support est en acier. Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague de support de surmoulage est une bague supplémentaire de la bague porte segment. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la bague de support est formée 15 par la bague porte segment. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre comporte un filetage, à son extrémité opposée à celle où est positionné un moteur électrique. Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue est maintenue en place avec un écrou vissé sur l'extrémité de l'arbre pourvu d'un filetage. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague de support comporte un taraudage, à son extrémité opposée à celle où est positionné au moins un segment d'étanchéité, pour le vissage sur l'arbre. Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague porte segment a une longueur adaptée de façon à pouvoir porter au moins un segment d'étanchéité et la roue 25 surmoulée. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à reluctance variable ou à aimant permanent. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur est un compresseur électrique de suralimentation de moteur thermique. 3038016 3 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique en coupe montrant un 5 compresseur électrique, - la figure 2 est une représentation schématique en coupe montrant une partie d'un compresseur électrique selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique en coupe montrant une partie d'un compresseur électrique selon un autre mode de réalisation de l'invention, 10 - la figure 4 est une représentation schématique en coupe montrant une partie d'un compresseur électrique selon un autre mode de réalisation de l'invention. La présente invention concerne un compresseur électrique. Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur électrique, un 15 compresseur d'air, volumétrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraîné par un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur asynchrone à courant continue ou alternatif, ou tout type de moteur électrique du même type. Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur 20 électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à aimant permanent. La figure 1 illustre un exemple de compresseur 1 électrique. Le compresseur 25 électrique 1 comprend au moins un moteur électrique 8, des roulements 4 et une roue 3 de compresseur. Le moteur électrique permet la mise en rotation d'un arbre 2 du compresseur électrique via les roulements 4. L'arbre 2 entraine ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1. Plus précisément une extrémité de l'arbre 2 est entrainée en rotation par le moteur électrique, et une autre extrémité de l'arbre 2 entraine en rotation la roue 30 3 du compresseur. 3038016 4 Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte de manière classique une volute 5 permettant le passage de l'air du compresseur 1. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte un ensemble d'électronique 6 permettant de commander le compresseur 1 électrique. 5 L'ensemble est disposé dans un boitier de compresseur 7. La partie intermédiaire de l'arbre est protégée par le corps 10 de compresseur. Cette partie intermédiaire de l'arbre 2 comporte un organe d'étanchéité, et plus précisément un organe d'étanchéité dynamique disposé entre la roue et la machine électrique. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, cet organe est formé d'au moins un premier segment d'étanchéité 22 positionné du coté de la roue du compresseur. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'étanchéité comporte un deuxième segment d'étanchéité 23 positionné du coté des roulements 4. Ce ou ces segments ont pour rôle de protéger les roulements de la pollution pouvant provenir de la roue du compresseur. 15 Dans le cadre de l'invention, au moins un segment d'étanchéité est porté par une bague 21, 210 porte segment. Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague est en acier. De préférence, la bague est en acier traité pour en augmenter la dureté. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les segments sont disposés dans deux évidements 220, 230 formés dans la bague. 20 La bague est disposée contre une paroi plane de l'arbre 2 ou dans un autre évidement creusé dans l'arbre 2. Cet autre évidement est configuré de façon à permettre une insertion facile de la bague sur l'arbre 2. Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue du compresseur 1 est une roue à aubes illustrée en détail figures 2, 3 et 4. 25 Dans le cadre de l'invention cette roue est en plastique et surmoulée. Selon un mode de réalisation de l'invention, le plastique est un plastique résistant à 150°C minimum, de préférence résistant à 200°C. Selon un mode de réalisation de l'invention, le plastique est du polyétheréthercétone ou PEEK (pour PolyEtherEtherKetone selon la terminologie 30 anglaise). 3038016 5 L'utilisation de plastique réduit l'inertie de la roue, ce qui augmente l'efficacité du compresseur. Dans le cadre de l'invention, la roue 3 est surmoulée sur une bague de support 211, 210 de surmoulage. 5 La bague de support est métallique. Plus précisément, la bague 210, 211 de support est en acier, de préférence en acier traité. Cette bague de support 211, 210 traverse la roue 3 longitudinalement. Une extrémité de la bague de support est en contact avec un épaulement 214 de l'arbre, de manière à ce que l'effort de serrage transite par la bague de support. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague de support de surmoulage est une bague 211 supplémentaire illustrée figure 2. Cette bague est ajoutée sur une extrémité de l'arbre à la suite de la bague 210 porte segment. La roue est ainsi surmoulée sur cette bague supplémentaire. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la bague de support est formée 15 par la bague porte segment. La roue 3 est surmoulée sur la bague 210 porte segment. La roue 3 est surmoulée à l'extrémité de la bague ne comportant pas le ou les segments. La longueur de la bague 210 est alors adaptée de façon à pouvoir porter le ou les segments d'étanchéité et la roue surmoulée illustré figures 3 et 4. Le surmoulage sur la bague 210 ne nécessite pas de pièce supplémentaire par rapport à la version roue en aluminium de 20 l'art antérieur. Le surmoulage directement sur la bague réduit également l'encombrement du compresseur. Selon une première variante de l'invention, la roue 3 surmoulée est maintenue en place avec un écrou 9 disposé à l'extrémité de l'arbre. L'écrou 9 prend appuie sur l'extrémité de la bague 210, 211 de support. Le filetage pour le serrage de l'écrou 9 est 25 réalisé directement à l'extrémité de l'arbre 2. Le serrage par l'écrou 9 est amélioré grâce à l'appui sur la bague en acier traité. En effet, une première extrémité de la bague de support est en contact avec l'écrou, tandis que la deuxième extrémité est en contact avec un épaulement de l'arbre, de manière à ce que l'effort de serrage transite par la bague de support 3038016 6 Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, illustré figure 4, la roue 3 est maintenue en place par un taraudage réalisé directement à l'extrémité de la bague de support, illustré figure 4. Selon cette variante, c'est la bague de support qui est vissé directement sur l'arbre 2.Dans cette variante, l'écrou est supprimé, puisque sa fonction 5 est intégrée à la bague. La dureté de la bague rend le taraudage résistant mécaniquement, ce qui permet un serrage efficace. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes 10 de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications. REVENDICATIONS1. Compresseur électrique 1 comportant un arbre 2 entrainé en rotation par un moteur électrique parTintermédiaire de roulements 4, l'arbre entrainant en rotation une roue de compresseur 3, le compresseur comportant une bague 210 porte segment d'étanchéité montée autour de l'arbre 2 entre les roulements 4 et la roue de compresseur 3, caractérisé en ce que la roue est en plastique surmoulée sur une bague 210, 211 de support de surmoulage. 2. Compresseur 1 selon la revendication 1, dans lequel la bague 210, 211 de support est en acier. 3. Compresseur 1 selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel la bague de support de surmoulage est une bague 211 supplémentaire de la bague 210 porte segment. 4. Compresseur 1 selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel la bague de support est formée par la bague 210 porte segment. 5. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 4, dans lequel l'arbre 2 comporte un filetage 212, à son extrémité opposée à celle où est positionné un moteur électrique. 6. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 5, dans lequel la roue 3 est maintenue en place avec un écrou 9 vissé sur une extrémité de l'arbre 2 pourvue d'un filetage 212. 7. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 5, dans lequel la bague 210, 211 de support comporte un taraudage, pour le vissage sur l'arbre 2. 8. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 2 et 4 à6, dans lequel la bague 210 porte segment a une longueur adaptée de façon à pouvoir porter au moins un segment d'étanchéité et la roue surmoulée. 9. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 8, dans lequel le moteur est un moteur à reluctance variable ou à aimant permanent. 10. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 9, dans lequel le compresseur est un compresseur électrique de suralimentation de moteur thermique.