Brevet FR3042432A1 — publié le 20170421

OUTILLAGE POUR L'ASSEMBLAGE D'UN MOTEUR ELECTRIQUE A AIMANTS PERMANENTS A UTILISER EN PARTICULIER DANS DES DISPOSITIFS DE POMPAGE, MOTEUR ELECTRIQUE REALISE AVEC UN TEL OUTILLAGE ET ELECTROPOMPE COMPRENANT UN TEL MOTEUR ELECTRIQUE L'objet de la présente invention est un outillage pour l'assemblage d'un moteur électrique à aimants permanents à utiliser en particulier dans des dispositifs de pompage. Un objet de l'invention est non seulement un moteur électrique réalisé avec un tel outillage, mais également une électropompe comprenant un tel moteur électrique. Comme on le sait, les dispositifs de pompage sont typiquement constitués par un corps de pompe auquel est couplé un moteur électrique. Le corps de pompe présente un corps vide doté de conduits d'aspiration et de refoulement et à l'intérieur duquel sont emboîtées une ou plusieurs roues à ailettes sur l'arbre de transmission de rotation du moteur électrique. En particulier pour les circulateurs et les pompes électroniques, l'utilisation de moteurs à aimants permanents est toujours plus répandue pour satisfaire l'exigence de prestations élevées avec des puissances moyennes-basses. L'assemblage de cette typologie de moteurs présente un inconvénient particulier pendant le positionnement du rotor magnétique à l'intérieur du stator. En effet, le rotor est réalisé avec un matériau de caractéristiques magnétiques élevées, exerçant une force d'attraction vers chaque matériau ferromagnétique. Sur une chaîne de montage, cet élément est difficile à manipuler par la présence de nombreux outils et composants en matériau ferromagnétique, ainsi que son insertion dans le stator, où les aimants permanents du rotor ont tendance à s'approcher des tôles fines du stator en y adhérant et rendant donc difficile et dangereuse cette phase d'assemblage pour l'opérateur. Le rotor doit être emboîté dans son siège qui le centre sur l'axe de rotation, mais si les deux éléments entrent en contact, avant l'emboîtement, il est sensiblement impossible de les séparer et de continuer l'assemblage. De nos jours, le problème ne se présente pas dans l'assemblage des moteurs électriques à aimants permanents couplés aux pompes qui ont une structure portante en matière plastique. Dans ces cas, la partie hydraulique de la pompe comprend un compartiment en matière plastique à partir duquel se développe une queue qui contient le rotor et le sépare du stator. 3042432 2 C'est le cas, par exemple, reporté dans la publication EP 1801954. Mais il existe des moteurs pour lesquels les exigences de production et de prestations ne permettent pas l'utilisation d'une structure en matière plastique. La tâche de la présente invention est de réaliser un outillage en mesure de 5 faciliter la manipulation du rotor d'un moteur électrique à aimants permanents, guidant la phase d'assemblage. Dans le cadre d'une telle tâche, un but de l'invention est de sécuriser et de faciliter les phases de montage du rotor à l'intérieur du stator. Un autre but de l'invention est de proposer un outillage structurellement 10 simple et facile d'utilisation, qui puisse être produit facilement et avec des coûts limités. Encore un but de l'invention est de mettre au point un moteur électrique réalisé avec un tel outillage. Un autre but de l'invention est de mettre au point une électropompe 15 comprenant un moteur électrique réalisé avec un outillage selon l'invention elle- même. Cette tâche, mais également ces buts ainsi que les autres qui ressortiront plus clairement par la suite, sont atteints par un outillage pour l'assemblage d'un moteur électrique à aimants permanents à utiliser en particulier dans des dispositifs de 20 pompage, qui se caractérise par le fait qu'il comprend un élément tubulaire réalisé avec un matériau amagnétique, à insérer et à mettre en prise dans la cavité axiale d'un stator dudit moteur électrique et apte à loger, en son intérieur, un rotor de ce même moteur électrique. Selon un mode de réalisation, l'outillage comprend un élément de préhension 25 pour l'opérateur à coupler à une extrémité dudit rotor opposée à l'extrémité d'insertion dans ledit stator pendant l'assemblage dudit moteur électrique. Selon un autre mode de réalisation, ledit élément de préhension peut être couplé audit rotor au moyen d'un couplage fileté. Selon un autre mode de réalisation, ledit couplage fileté comprend une tige 30 filetée axiale faisant saillie axialement à partir de l'élément de préhension et un trou contre-fileté axial défini sur la seconde extrémité de l'arbre du rotor. Selon un autre mode de réalisation, ledit élément de préhension comprend une poignée. Selon un autre mode de réalisation, ledit élément de préhension est réalisé en 35 matériau amagnétique. L'invention se rapporte également à un moteur électrique réalisé avec un outillage tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend, inséré et bloqué à 3042432 3 l'intérieur du stator, un élément tubulaire approprié pour loger, en son intérieur, un rotor du même moteur électrique. L'invention se rapport encore à une électropompe centrifuge caractérisée en ce qu'elle comprend un moteur électrique tel que décrit ci-dessus. 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description d'un mode de réalisation préféré mais non exclusif, de l'outillage selon l'invention, illustré à titre indicatif et non limitatif, dans les dessins joints, dans lesquels : - la figure 1 illustre une partie d'outillage selon l'invention sur une vue en 10 perspective en éclaté et pendant une phase de son utilisation ; - la figure 2 représente une vue latérale en coupe et en éclaté des composants d'outillage de la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue latérale en coupe des compartiments de la figure 1 ensemble ; 15 - la figure 4 illustre l'outillage selon l'invention pendant une phase d'assemblage du rotor dans le stator ; - la figure 5 illustre l'outillage selon l'invention pendant une autre phase d'assemblage du rotor dans le stator ; - la figure 6 illustre l'outillage selon l'invention pendant une autre phase 20 d'assemblage du rotor dans le stator ; - la figure 7 représente une vue latérale en coupe d'un moteur électrique assemblé avec un outillage selon l'invention, dans un premier mode de réalisation en variante ; - la figure 8 représente une vue latérale en coupe d'un moteur électrique 25 assemblé avec un outillage selon l'invention, dans un second mode de réalisation en variante ; - la figure 9 représente une vue latérale en coupe partielle d'une électropompe centrifuge comprenant un moteur électrique réalisé avec un outillage selon l' invention. 30 En référence aux figures citées, l'outillage selon l'invention est indiqué dans son ensemble par le numéro de référence 10. Il est étudié pour l'assemblage d'un moteur électrique 11 du type à aimants permanents à utiliser dans des dispositifs de pompage et à loger à l'intérieur d'une caisse de moteur 12, comme illustré non seulement sur les figures 4 à 6, mais 35 également 7, 8 et 9. L'outillage 10 comprend un élément tubulaire 13 et un élément de préhension 14 pour l'opérateur, illustrés simultanément dans la même image de la figure 4, réalisés avec un matériau amagnétique, de préférence en matière plastique. 3042432 4 En particulier, l'élément tubulaire 13 est en matière plastique ou en un autre matériau qui ne subit pas d'influx magnétique et donc n'est pas sujet aux phénomènes d'attraction ni de repoussement magnétique entre le rotor et le stator. L'élément tubulaire 13 est approprié pour être inséré et mis en prise dans la 5 cavité axiale d'un stator 15 du moteur électrique 11 et est apte à loger, dans son intérieur, un rotor 16 du même moteur électrique 11. L'élément tubulaire 13 est opportunément creux et ouvert en correspondance de ses extrémités. Dans un premier mode de réalisation en variante d'un moteur électrique 11, 10 ce dernier s'entend également selon l'invention, l'élément tubulaire 13 est bloqué à l'intérieur du stator 15 pour l'interférence avec le même stator 15, comme sur la figure 7. Dans un tel mode de réalisation en variante, l'élément tubulaire 13 présente sa première extrémité 17 en appui contre un premier collet porte-palier 18, à l'intérieur 15 du compartiment 21 de logement du stator 15 dans la caisse de moteur 12, alors que la seconde extrémité opposée 20 est installée sur un second collet porte-palier 22, qui fait partie d'un couvercle 19 de fermeture de la caisse de moteur 12. Dans un second mode de réalisation en variante d'un moteur électrique 111, ce dernier s'entend également selon l'invention, l'élément tubulaire 113 est bloqué à 20 l'intérieur du stator 115 par emboîtement entre un premier collet porte-palier 118 à l'intérieur du compartiment 121 de logement du stator 115 dans la caisse de moteur 112 et un second collet porte-palier 112, qui fait partie d'un couvercle 119 de fermeture de la caisse de moteur 112, comme sur la figure 8. En particulier, une première extrémité 117 de l'élément tubulaire 113 est 25 insérée en appui dans une gorge annulaire 123 définie sur ce même premier collet 118, alors que la seconde extrémité opposée 120 du même élément tubulaire 113 est installée sur le second collet porte-palier 122. Le rotor 16 présente un arbre de rotation 24 dont la première extrémité 25 est préposée à être introduite en premier pour traverser le corps de moteur afin de 30 s'insérer dans le corps de pompe pour interagir avec les éléments tournants de cette même pompe, alors que la seconde extrémité opposée 26 est préposée au couplage avec l'élément de préhension 14. L'élément de préhension 14 comprend une poignée de manoeuvre 27 et une partie d'appui et de centrage 28, par exemple discoïdale, façonnée pour imiter la 35 surface externe correspondante de contact 29 du couvercle 19, afin de favoriser la coaxialité du positionnement entre le couvercle 19, le rotor 16 et l'élément de préhension 14 lui-même. 3042432 5 L'élément de préhension 14 peut être associé à l'arbre 24 du rotor 16 au moyen d'un couplage fileté, entre une tige filetée axiale 30 faisant saillie axialement à partir de l'élément de préhension 14 et un trou axial contre-fileté 31 défini sur la seconde extrémité de l'arbre 24 du rotor 16. 5 Le trou contre-fileté 31 est visible sur les figures 1 et 3. Sur la figure 1, on indique avec la lettre A, la rotation à imprimer à l'élément de préhension 14 dans son association avec le rotor 16, pour le visser sur ce dernier, alors que sur la figure 6, on indique avec la lettre B, la rotation du côté opposé à imprimer pour séparer les deux éléments au terme de l'assemblage du moteur 10 électrique 11. Sur les figures, on illustre également le couvercle 19 de la caisse de moteur 12, qui lors de l'assemblage, est intercalé entre le rotor 16 et l'élément de préhension 14, et sa fermeture sur le reste de la caisse de moteur 12 a lieu au moyen des trois vis 32. 15 L'utilisation de l'outillage, selon l'invention, est la suivante. L'élément tubulaire 13 est logé à l'intérieur du stator 15, en l'insérant avec serrage, comme sur la figure 7 ou par appui et emboîtement comme sur la figure 8. De cette façon, il conserve sa position à l'intérieur de la cavité du stator 15. L'élément de préhension 14 est vissé sur le rotor 16, en intercalant entre les 20 deux, le couvercle 19 de la caisse de moteur 12, lequel, sensiblement pendant l'assemblage, sépare la zone magnétique de la zone opérationnelle. L'opérateur prend la poignée 27 de l'élément de préhension 14 pour insérer le rotor 16 à l'intérieur de l'élément tubulaire 13 précédemment positionné dans le stator 15. 25 De cette façon l'élément tubulaire 13 est intercalé entre le stator 15 et le rotor 16, évitant que les deux n'entrent en contact. Pendant l'insertion, le rotor 16 coulisse à l'intérieur de l'élément tubulaire 13 dans le stator 15, jusqu'au moment où il s'emboîte dans un siège approprié qui le centre sur son axe de rotation. 30 Le couvercle 19 est fixé sur le reste de la caisse de moteur 12 au moyen des vis 32, et l'élément de préhension 14 est dévissé, comme illustré sur la figure 6. Au cas où des opérations de manutention seraient nécessaires sur le moteur électrique, ce dernier peut être facilement démonté en couplant à nouveau l'élément de préhension 14 au moteur 16, pour déboîter ce dernier du stator 15 après avoir 35 dévissé les vis 20 du couvercle 19. La présence de l'élément cylindrique, déjà à l'intérieur du stator, empêche même que pendant ces opérations, le rotor puisse entrer en contact avec le stator. 3042432 6 Il faut également comprendre qu'un objet de l'invention est un moteur électrique 11, réalisé avec un outillage 10 tel que décrit ci-dessus, comprenant, inséré et bloqué à l'intérieur du stator 15, un élément tubulaire 13 approprié pour loger, en son intérieur, le rotor 16 de ce même moteur électrique 11. 5 Il faut également comprendre qu'un objet de l'invention est aussi une électropompe centrifuge 40 comprenant un moteur électrique 11 ou 111 comme décrits ci-dessus. On a constaté, en pratique, la façon dont l'invention atteint la tâche et les buts préposés, en réalisant un outillage structurellement simple et d'utilisation et de 10 réalisation facile, grâce auquel l'assemblage d'un moteur à aimants permanents est facile et sûr. Il faut en outre noter que dans l'assemblage du moteur électrique pour des dispositifs de pompage, la possibilité d'intercaler le couvercle de fermeture de la caisse de moteur, entre l'élément de préhension et le rotor, augmente le degré de 15 sécurité pour l'opérateur, parce qu'il sépare la zone magnétique de la zone opérationnelle. L'invention, ainsi conçue, est susceptible de subir de nombreuses modifications et variantes, toutes se trouvant dans la portée du concept de l'invention ; en outre tous les détails peuvent être remplacés par d'autres éléments 20 techniquement équivalents. En pratique, non seulement les matériaux utilisés, pourvu qu'ils soient compatibles avec l'utilisation spécifique, mais également les dimensions et les formes contingentes, peuvent être l'un quelconque selon les exigences et l'état de l' art. 25 Alors que les caractéristiques et les techniques mentionnées dans l'une quelconque des revendications sont suivies par des signes de référence, de tels signes ont été indiqués dans le seul but d'accroître l'intelligibilité des revendications et par conséquent de tels signes de référence n'ont aucun effet limitatif sur l'interprétation de chaque élément identifié à titre d'exemple par de tels signes de référence. 30 REVENDICATIONS1. Outillage (10) pour l'assemblage d'un moteur électrique (11) à aimants permanents à utiliser en particulier dans des dispositifs de pompage, caractérisé en ce qu'il comprend un élément tubulaire (13) réalisé en matériau amagnétique, à insérer et à mettre en prise dans la cavité axiale d'un stator (15) dudit moteur électrique (11) et apte à loger, en son intérieur, un rotor (16) du même moteur électrique (11). 2. Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de préhension (14) pour l'opérateur à coupler à une extrémité (26) dudit rotor (16) opposée à l'extrémité d'insertion dans ledit stator (15) pendant l'assemblage dudit moteur électrique (11). 3. Outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément de préhension (14) peut être couplé audit rotor (16) au moyen d'un couplage fileté. 4. Outillage selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit couplage fileté comprend une tige filetée axiale (30) faisant saillie axialement à partir de l'élément de préhension (14) et un trou contre- fileté axial (31) défini sur la seconde extrémité de l'arbre (24) du rotor (16). 5. Outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément de préhension (14) comprend une poignée (17). 6. Outillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément de préhension (14) est réalisé en matériau amagnétique. 7. Moteur électrique (11, 111) réalisé avec un outillage (10) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, inséré et bloqué à l'intérieur du stator (15, 115), un élément tubulaire (13, 113) approprié pour loger, en son intérieur, un rotor (16, 116) du même moteur électrique (11, 111). 8. Electropompe centrifuge (40) caractérisée en ce qu'elle comprend un moteur électrique (11, 111) selon la revendication précédente.35