Brevet FR3074545A1 — publié le 20190607

COMPRESSEUR ELECTRIQUE AVEC SYSTEME DE FIXATION DES ROULEMENTS La presente invention concerne le domaine des compresseurs electriques, et plus particulierement un compresseur electrique de suralimentation comportant un systerne de fixation ameliore des roulements. Dans le cadre de l'invention, un compresseur electrique est un dispositif, utilise pour suralimenter un moteur thermique, fonctionnant avec un moteur electrique. Plus precisement, le compresseur comporte une roue de compresseur entrainee par un moteur electrique. Le compresseur electrique est place sur Ia ligne d'admission d'air d'un moteur a combustion interne, en complement, par exemple, d'un turbocompresseur. Le compresseur electrique joue le merne role que le turbocompresseur, a savoir augmenter Ia pression d'admission des gaz frail dans le moteur, mail est utilise notamment lors des phases transitoires pour palier aux problemes de temps de reponse du turbocompresseur. De maniere generale, les compresseurs de suralimentation electriques sont equipes de deux roulements. Au moins un des deux roulements, appele couramment roulement avant, est situe derriere Ia roue du compresseur. Le maintien axial de ce roulement avant est realise par deux plaques d'acier vissees dans le corps du compresseur. Ces plaques sont en interference axiale, afin d'appliquer un effort axial sur Ia bague externe du roulement. Ceci permet de garantir un bon maintien dans touter les conditions de dilatation. Pour garantir des efforts suffisants quelque soient les tolerances, il est necessaire d'utiliser des aciers a haute limite elastique. De plus, il faut garantir un effort minimum pour assurer Ia fonction de maintien. II en resulte un effort tres important dans Ia configuration opposee de tolerances. Cet effort important peut engendrer des deformations de Ia bague externe du roulement. Or, a haute vitesse, Ia geometrie du roulement est un parametre determinant. Une deformation de quelques microns peut avoir des effets nefastes sur la duree de vie du roulement. D'autre part, le fait de maintenir avec deux pieces, fixee chacune par 2 vis, engendre une dissymetrie. Les efforts sont appliqués en deux points diametralement 5 opposes et les dilatations differentielles entre les plaques en acier et le corps en aluminium ne sont pas homogenes dans touter les directions. Plus precisement, chaque plaque en acier limite la dilatation du corps en aluminium entre ces 2 points de fixation, alors que la dilatation du corps en aluminium entre les 2 plaques en acier est libre. II en resulte une ovalisation du logement du roulement dans le corps en aluminium et de la 10 bague externe du roulement de quelques microns. Le jeu interne du roulement est alors reduit localement, ce qui est nefaste pour sa duree de vie. Une solution a ce probleme consiste a monter le roulement serre dans le logement. Cependant, si elle n'engendre pas d'ovalisation de la bague externe, cette solution n'est pas adaptee aux variations de temperature. En effet, le corps etant en 15 aluminium et le roulement en acier, leur dilatation n'est pas identique en fonction des variations de temperature ce qui va influencer le serrage. Les roulements etant déjà montes serres sur l'arbre, un serrage sur l'exterieur double la reduction de jeu interne. Le jeu residue! devient alors trop faible, ce qui reduit fortement la duree de vie pour des applications haute vitesse avec par exemple des vitesses de 75 000 tr/min pour la 20 machine electrique. La presente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvenients des dispositifs de l'art anterieur en proposant un compresseur electrique dont le roulement est fixe par un dispositif permettant de resister a ('ensemble des inconvenients precites. 25 Pour cela la presente invention propose un compresseur electrique comportant un arbre entraine en rotation par un moteur electrique par l'intermediaire d'au moins un roulement, l'arbre entrainant en rotation une roue de compresseur, le roulement etant dispose entre le moteur electrique et la roue de compresseur, comportant un dispositif de fixation du roulement, au corps compresseur, forme par au moins deux plaques. Le compresseur selon l'invention, est ainsi configure de fawn a eviter Ia deformation des roulements. Selon une variante de realisation de l'invention, chaque plaque comporte deux points de fixation communs avec au moins une autre plaque. 5 Avec un tel dispositif de fixation, l'effort est appliqué en plusieurs points repartis. L'effort est donc mieux reparti et est divise par 2 sur chaque tole. Le processus de fabrication est egalement simplifie. Selon un mode de realisation de l'invention, un point de fixation est un element de fixation forme par exemple d'une ouverture dans Ia plaque. 10 Selon une variante de realisation de l'invention, dispositif de fixation est forme par quatre plaques. Avec un tel dispositif de fixation, l'effort est appliqué en quatre points repartis a 90 degres. L'effort est donc mieux reparti et est divise par 2 sur chaque tole. Selon un mode de realisation de l'invention, les plaques ont une forme definie de 15 fawn a ce qu'elles forment, apres assemblage, un carre comportant une ouverture pour le passage de l'arbre en son centre. Selon un mode de realisation de l'invention, les plaques ont une forme de L decoupees selon une diagonale D du carre. Selon un mode de realisation de l'invention, les plaques ont une forme de triangle 20 decoupees selon les deux diagonale D, D' du carre. Selon un mode de realisation de l'invention, chaque plaque comporte une &coupe formant une partie d'une ouverture circulaire, qui forme apres assemblage, l'ouverture centrale du carre permettant le passage de l'arbre. Selon un mode de realisation de l'invention, les plaques sont des toles en acier. 25 Selon un mode de realisation de l'invention, le compresseur est un compresseur electrique de suralimentation de moteur thermique, et comportant un moteur electrique a reluctance variable ou a aimants permanents. D'autres buts, caracteristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaitront plus clairement a la lecture de la description faite, ci-apres, en se referant aux figures annexees, donnees a titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une representation schernatique d'une vue en coupe d'une partie 5 d'un compresseur integrant un dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une representation schernatique d'une vue d'une partie d'un dispositif selon une deuxierne variante de realisation de l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective d'une partie d'un compresseur integrant un dispositif selon une premiere variante de realisation l'invention. 10 La presente invention concerne un compresseur electrique equipe d'un dispositif de fixation des roulements. Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur electrique, un compresseur d'air, volumetrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraine par un moteur electrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. 15 Selon un mode de realisation de l'invention, le moteur electrique est un moteur a courant continu ou alternatif. Plus precisement, selon un mode de realisation de l'invention, le moteur electrique est un moteur a reluctance variable (egalement appelee machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). 20 Selon un mode de realisation de l'invention, le moteur electrique est un moteur a aimants permanents. Le compresseur electrique 1, illustre figure 1, comprend un moteur 5 electrique, et au moins un roulement 7 dispose circulairement autour d'un arbre 6. Selon un mode de realisation de l'invention, le compresseur 1 comporte deux 25 roulements 7, 7' dont au moins un, appele dans la suite de la description roulement 7 avant, est dispose entre le moteur 5 electrique et une roue 3 de compresseur. Le moteur 5 electrique permet la mice en rotation de l'arbre 6 du compresseur electrique via au moins un roulement 7. L'arbre 6 entraine ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1, disposee a une extremite de l'arbre 6, dans une volute 12. Plus precisement une extremite de l'arbre 6 est entrainee en rotation par le moteur 5 electrique, et une autre extremite de l'arbre 6 entraine en rotation la roue 3 du compresseur. Le compresseur 1 comporte une partie avant 2 de corps de compresseur et une partie arriere 4 de compresseur, les deux parties formant le corps total du compresseur. La partie avant 2 du corps du compresseur est disposee entre le roulement 7 avant et la roue 3. Ce corps 2 5 partie avant 2 sert de support a la fixation du roulement 7 avant. Selon un mode de realisation de l'invention, les roulements 7, 7' sont disposes dans des logements cylindriques non illustres amenages dans la partie avant 2 et la partie arriere 4 du corps du compresseur 1. Cela permet ainsi de garantir le positionnement dans la direction radiale. 10 Selon un mode de realisation de l'invention, un des deux roulements 7, 7' est fixe axialement. Selon un mode de realisation de l'invention, un des deux roulements 7, 7' est libre axialement. Cela permet de garantir ('application d'une precharge axiale, via un ressort non illustre, dans touter les conditions de dilatation thermique, afin de garantir le bon 15 fonctionnement des roulements a haute vitesse. Selon un mode de realisation de l'invention, illustre figure 3, le roulement 7 avant est fixe axialement a la partie avant 2 du corps de compresseur electrique 1. La fixation axiale du roulement 7 avant permet de garantir le positionnement de l'arbre 6 et maitriser le jeu, de la roue 3 vis-a-vis de la volute 12, necessaire au bon fonctionnement 20 du compresseur (efficacite et fiabilite). Dans le cadre de l'invention, la fixation axiale a la partie avant 2 du corps du compresseur electrique est realisee avec un dispositif 17 de fixation. Selon une premiere variante de l'invention, illustree figure 2, le dispositif de fixation du roulement 7 est forme par au moins deux plaques 175, 176. 25 Selon une deuxierne variante de l'invention, illustree figure 3, le dispositif de fixation est forme par quatre plaques 171-174. Selon un mode de realisation de l'invention, chaque plaque 171-176 est contigue avec au moins une autre plaque 171-176. Selon un autre mode de realisation de l'invention, chaque plaque 171-176 est 30 contigue avec deux autres plaques 171-176. Dans les deux variantes, les plaques 171-176 ont une forme definie de facon a ce qu'elles forment un carre comportant une ouverture 61 pour le passage de l'arbre 6 en son centre, apres assemblage. Plus precisement, dans la premiere variante les deux plaques 175, 176 ont une 5 forme de L decoupees selon une diagonale D du carre. Ainsi chacune des deux plaques 175, 176, comporte une decoupe formant une demi-ouverture 63 circulaire, qui forme apres assemblage, l'ouverture 61 centrale du carre permettant le passage de l'arbre 6. Selon un mode de realisation de cette premiere variante, chaque plaque 175, 176 comporte un point 182 de fixation individuel et deux points 181 de fixation communs 10 avec l'autre plaque 175, 176. Les deux plaques 175, 176 assemblees ont ainsi quatre points de fixation. Selon un autre mode de realisation de cette premiere variante, le point 182 de fixation individuel comporte une fente 184 formee perpendiculairement par rapport a la diagonale D de decoupe du carre. La fente 184 est realise a partir du point 182 de fixation 15 jusqu'a la decoupe du demi cercle 63. Cela permet de mieux repartir ('effort de fixation, en donnant de la souplesse a la plaque lorsqu'elle est sollicitee en flexion perpendiculairement a son plan. Selon un mode de realisation de la deuxierne variante, les plaques 171-174 ont une forme de triangle decoupees selon les deux diagonale D, D' du carre. Ainsi chacune 20 des quatre plaques 171-174, comporte une decoupe formant un quart d'ouverture 62 circulaire, qui forme apres assemblage, l'ouverture 61 centrale du carre permettant le passage de l'arbre 6. Selon un autre mode de realisation de la deuxierne variante, chaque plaque 171174 comporte deux points 183 de fixation communs, chacun, a une autre plaque 171-174. 25 Dans le cadre de l'invention, un point 181, 182, 183 de fixation est un element de fixation forme par exemple d'une ouverture, dans la plaque, et associee par exemple a un element de fixation de type vis. Selon un mode de realisation de l'invention, les plaques 171-176 sont des toles en acier. Les deux 175, 176 ou quatre plaques 171-174 selon l'invention, sont assemblees de fawn a former un carre comportant une ouverture 61 pour l'arbre. Les plaques 171176 sont ensuite fixees, a la partie avant 2 du corps du compresseur, via les points 181, 182, 183 de fixation. 5 Avec un tel dispositif de fixation, ('effort est appliqué en quatre points repartis a 90 degres. L'effort est donc mieux reparti et est divise par 2 sur chaque tole. La deformation radiale de la bague externe est ainsi tres limitee, puisqu'il est tres dur de &former un objet en appliquant quatre forces du merne ordre dans quatre directions a 90°. 10 L'ovalisation de la bague externe est donc evitee puisque la dilatation de ('aluminium est contrainte par les toles acier dans touter les directions. Le compresseur selon l'invention, est ainsi configure de fawn a eviter la deformation des roulements. La portee de la presente invention ne se limite pas aux details donnes ci-dessus et 15 permet des modes de realisation sous de nombreuses autres formes specifiques sans s'eloigner du domaine d'application de l'invention. Par consequent, les presents modes de realisation doivent etre consideres a titre d'illustration, REVENDICATIONS1. Compresseur electrique (1) comportant un arbre (6) entraine en rotation par un moteur electrique (5) par l'intermediaire d'au moins un roulement (7), l'arbre entrainant en rotation une roue (3) de compresseur, le roulement (7) etant dispose entre le moteur electrique et la roue (3) de compresseur, caracterise en ce qu'il comporte un dispositif (17) de fixation du roulement (7), au corps compresseur (1), forme par au moins deux plaques (171-176). 2. Compresseur (1) selon la revendication 1, dans lequel chaque plaque (171-176) comporte deux points (181, 182, 183) de fixation communs avec au moins une autre plaque (171-176). 3. Compresseur (1) selon la revendication 2, dans lequel un point (181, 182, 183) de fixation est un element de fixation forme par exemple d'une ouverture dans la plaque. 4. Compresseur (1) selon une des revendications 1 a 3, dans lequel dispositif (17) de fixation est forme par quatre plaques (171-174). 5. Compresseur (1) selon une des revendications 1 a 4, dans lequel les plaques (171176) ont une forme definie de fawn a ce qu'elles forment, apres assemblage, un carre comportant une ouverture (61) pour le passage de l'arbre (6) en son centre. 6. Compresseur (1) selon une des revendications 1 a 3 et 5, dans lequel les plaques (175, 176) ont une forme de L decoupees selon une diagonale D du carre. 7. Compresseur (1) selon une des revendications 1 a 5, dans lequel les plaques (171174) ont une forme de triangle decoupees selon les deux diagonale D, D' du carre. 8. Compresseur (1) selon une des revendications 1 a 7, dans lequel chaque plaque (171-176) comporte une decoupe (62, 63) formant une partie d'une ouverture (61) circulaire, qui forme apres assemblage, ('ouverture (61) centrale du carre permettant le passage de l'arbre (6). 9. Compresseur (1) selon une des revendications 1 a 8, dans lequel les plaques (171176) sont des toles en acier. 9 10. Compresseur (1) selon une des revendications 1 a 9, le compresseur etant un compresseur electrique de suralimentation de moteur thermique, et com portant un moteur electrique a reluctance variable ou a aimants permanents.