Brevet FR3038017A1 — 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. De plus, l'extrémité d'une telle roue, avec une ouverture pour la fixer, peut perturber le flux d'air. L'extrémité ne pouvant pas être pourvu d'ailettes jusqu'à l'axe pour comprimer les gaz, cela qui diminue l'efficacité de la roue. 3038017 2 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 avec une roue de compresseur améliorée, permettant ainsi de réduire l'inertie et par conséquence le temps de réponse du compresseur, permettant également d'améliorer le 5 flux d'air pour une meilleure efficacité de la roue. Pour cela, la présente invention propose un compresseur électrique comportant un arbre entrainé en rotation par un moteur électrique par l'intermédiaire de roulements, 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 et la 10 roue de compresseur, la roue étant en plastique surmoulé sur une bague de support et recouvre entièrement l'extrémité de l'arbre comportant la roue. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'extrémité de la roue est en forme d'ogive. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'extrémité de la roue est surmoulée 15 sur l'extrémité de la bague de support. 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 mode de réalisation de l'invention, la bague de support est formée par la 20 bague porte segment. Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue est en polyétheréthercétone. 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 25 électrique de suralimentation de moteur thermique. 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: 3038017 3 - la figure 1 est une représentation schématique en coupe montrant un 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. 5 La présente invention concerne un compresseur électrique. Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur électrique, un 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 10 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 électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). 15 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 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 20 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 3 du compresseur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte de 25 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. L'ensemble est disposé dans un boitier de compresseur 7. La partie intermédiaire de l'arbre est protégée par le corps 10 de compresseur. 30 Cette partie intermédiaire de l'arbre 2 comporte un organe d'étanchéité, et plus 3038017 4 précisément un organe d'étanchéité dynamique disposé entre la roue et la machine électrique. 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 5 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. Dans le cadre de l'invention, au moins un segment d'étanchéité est porté par une bague 21 porte segment. Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague est en 10 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 formés dans la bague. 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 15 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. 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 20 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 anglaise). L'utilisation de plastique réduit l'inertie de la roue, ce qui augmente l'efficacité du 25 compresseur. Dans le cadre de l'invention, la roue 3 est surmoulée sur une bague de support 21 de surmoulage. La bague de support est métallique. Plus précisément, la bague 21 de support est en acier, de préférence en acier traité. 3038017 5 Cette bague de support 21 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. Selon un mode de réalisation de l'invention, la bague de support de surmoulage 5 est une bague supplémentaire non illustrée. Cette bague est ajoutée sur une extrémité de l'arbre à la suite de la bague 21 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 par la bague porte segment. La roue 3 est surmoulée sur la bague 21 porte segment. La 10 roue 3 est surmoulée à l'extrémité de la bague ne comportant pas le ou les segments. La longueur de la bague 21 est alors adaptée de façon à pouvoir porter le ou les segments d'étanchéité et la roue surmouléeLe surmoulage sur la bague 21 ne nécessite pas de pièce supplémentaire par rapport à la version roue en aluminium de l'art antérieur. Le surmoulage directement sur la bague réduit également l'encombrement du compresseur. 15 Selon un mode de réalisation de l'invention, illustré figure 2, la roue 3 est maintenue en place par un taraudage réalisé directement à l'extrémité de la bague de support. C'est la bague de support qui est vissé directement sur l'arbre 2. La dureté de la bague rend le taraudage résistant mécaniquement, ce qui permet un serrage efficace. Dans le cadre de l'invention, la roue 3 est surmoulée jusqu'à l'extrémité 20 de 20 l'arbre 2 comportant la roue 3. L'extrémité 20 de l'arbre 2 est ainsi totalement recouverte par la roue 3. Plus précisément, la roue comporte une extrémité en forme d'ogive 31 située à l'extrémité 20 de l'arbre 2. L'ogive 31 est un prolongement de la roue 3 surmoulée. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la bague 21 porte segment est 25 prolongée jusqu'à l'extrémité 20 de l'arbre 2. L'extrémité 31 de la roue 3 est surmoulée sur l'extrémité 210 de la bague 21 porte segment. Une telle roue 3 ne présente ainsi pas d'ouverture à son extrémité. L'extrémité de la roue 3 en forme d'ogive 31, permet à la roue d'avoir un profil plus aérodynamique. Le flux d'air est moins perturbé, et est ainsi mieux guidé. 3038017 6 De plus une telle roue 3 permet de réduire sa taille, tout en conservant la même efficacité. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et 5 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 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 par l'intermédiaire de roulements 4, l'arbre entrainant en rotation une roue 3 de compresseur 1, le compresseur comportant une bague 21 morte 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 surmoulé sur une bague 21 de support et recouvre entièrement l'extrémité 20 de l'arbre 2 comportant la roue 3. 2. Compresseur 1 selon la revendication 1, dans lequel l'extrémité 31 de la roue 3 est en forme d'ogive. 3. Compresseur 1 selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'extrémité 31 de la roue 3 est surmoulée sur l'extrémité 210 de la bague 21 de support. 4. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 3, dans lequel la bague 21 de support est en acier. 5. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 4, dans lequel la bague de support de surmoulage est une bague supplémentaire de la bague porte segment. 6. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 4, dans lequel la bague de support est formée par la bague 21 porte segment. 7. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 6, dans lequel la bague 21 de support comporte un taraudage pour le vissage sur l'arbre 2. 8. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 7, dans lequel la roue 3 est en polyétheréthercétone. 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 c.ompresseur électrique de suralimentation de moteur thermique.