Brevet FR3110788A1 — publié le 20211126

Boîtier antidéflagrant (1) prévu pour recevoir (encapsuler) un moteur électrique (10) comprenant : un premier caisson étanche (100) formant un premier logement apte à recevoir ledit moteur électrique ; un deuxième caisson étanche (200) formant un deuxième logement apte à recevoir ledit premier logement. Le premier logement est rempli par de l’air. Le deuxième logement est rempli par un fluide, de préférence de l’huile. Figure pour la publication : 1 BOITIER ANTIDEFLAGRANT POUR MOTEURS ELECTRIQUES Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine des moteurs électriques. La présence de moteurs électriques en zone explosive impose une conception rigoureuse dans le respect de la certification ATEX (pour ATmosphères Explosives), et respecter les exigences de normes relatives aux moteurs électriques. Les moteurs électriques, du fait des étincelles et échauffements qu’ils produisent lors de leur fonctionnement, sont potentiellement dangereux dans tous les locaux industriels où sont fabriqués, transformés ou stockés un grand nombre de produits tels que des gaz, des hydrocarbures, des peintures, des vernis, des colles, des poudres, et tout autre produit ou substance inflammable. En atmosphère explosible ou, au simple contact de l’air, certaines émanations de gaz ou de vapeurs et certaines poussières en suspension peuvent créer une atmosphère à risque d’explosion, le moteur électrique peut-être à l’origine de deux types d’incidents. D’une part, l’allumage d’un mélange explosif par étincelle ou arc, provoqués par exemple par des contacts entre un stator et un rotor du moteur. L’énergie dissipée est généralement supérieure à l’énergie minimale d’inflammation. D’autre part, l’inflammation d’un mélange au contact d’une surface portée à une température suffisante, dite température d’auto-inflammation. Lorsqu’un moteur électrique fonctionne dans une telle atmosphère chargée de gaz ou de poussière explosive, il est évident qu’un matériel « fermé » ou étanche ne suffit plus. Il est connu dans l’état de la technique des moteurs dits « ATEX » contenus dans une enveloppe antidéflagrante permettant de contenir une explosion. Cette enveloppe est généralement réalisée en acier et est conçue pour être suffisamment robuste pour empêcher la transmission de l’explosion à l’atmosphère environnante de l’enveloppe. Les systèmes de l’art antérieur ne sont pas totalement satisfaisants. Les moteurs ATEX existants ne sont disponibles qu’à partir d’un voltage élevé, généralement à partir de 48V. L’utilisation de ces moteurs à voltage élevé et d’une enveloppe entraîne une masse importante, ce qui peut être contraignant lorsque les moteurs sont montés sur des supports mobiles. En outre, les coûts de fabrication de tels moteurs sont à ce jour très élevés à cause de la conception spécifique des moteurs. C’est à ces contraintes qu’entend plus particulièrement répondre la présente invention, en proposant une enveloppe permettant à un moteur électrique classique d’être conforme à la certification ATEX. Cette enveloppe rend donc possible l’utilisation de moteurs à faible voltage et à un coût moindre tout en améliorant les caractéristiques techniques de dissipation de chaleur et de résistance à la pression. À cet effet, il est proposé, selon un premier aspect de l’invention, un boîtier antidéflagrant prévu pour recevoir (encapsuler) un moteur électrique comprenant : un premier caisson étanche formant un premier logement apte à recevoir ledit moteur électrique, un deuxième caisson étanche formant un deuxième logement apte à recevoir ledit premier logement. Selon l’invention, le premier logement est rempli par de l’air. Selon l’invention, le deuxième logement est rempli par un fluide, de préférence de l’huile. Le premier caisson peut être formé d’un assemblage en trois parties, un capot, un corps, un bloc arrière, le capot et le bloc arrière étant montés de part et d’autre du corps. Le corps du premier caisson peut être est équipé d’un tronçon de filetage, et le bloc arrière est équipé d’un tronçon de taraudage complémentaire audit tronçon de filetage dudit corps. Le deuxième caisson peut être formé d’un assemblage en trois parties, capot, corps, bloc arrière, le capot et le bloc arrière étant montés de part et d’autre du corps. Le corps du deuxième caisson peut être équipé de trous taraudés à chacune de ses extrémités. Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un ensemble formé d’un boîtier antidéflagrant prévu pour recevoir (encapsuler) un moteur électrique dans lequel le boîtier antidéflagrant est conforme au premier aspect de l’invention, ou l’un ou plusieurs de ses perfectionnements. Description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : [Fig. 1] est une vue éclatée en perspective d’un ensemble comprenant un dispositif conforme à l’invention et un moteur, [Fig. 2] est une vue éclatée en perspective d’une représentation partielle de l’ensemble de Figure 1, [Fig. 3] est une vue en coupe de la représentation partielle de Figure 2, [Fig. 4] est une vue analogue à Figure 1, [Fig. 5] est une vue en coupe de la vue de Figure 4, et [Fig. 6] est une représentation en perspective de l’ensemble de Figure 1, prise sous un autre angle. Les modes de réalisation décrits ci-après n’étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites, par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieure. Il est maintenant décrit un boîtier autodéflagrant 1, conforme à l’invention, prévu pour loger un moteur électrique 10. La présente invention vise également l’ensemble 300 formé d’un tel boîtier autodéflagrant et du moteur 10. Le boîtier 1 est représenté sur les figures 1 à 6 et comprend un premier caisson étanche 100 et un deuxième caisson étanche 200. Dans le mode de réalisation illustré, le moteur 10 est équipé d’un réducteur 12 et d’un arbre de sortie 14. Le premier caisson 100 est monté autour du moteur 10 et forme à cet effet un logement 102 (Figure 3) destiné à recevoir le moteur. Dans l’exemple illustré, le logement 102 présente une forme cylindrique circulaire, adaptée à la forme du moteur 10. Le premier caisson 100 est formé par l’assemblage d’un capot 110 et d’un bloc arrière 120, montés axialement de part et d’autre d’un corps 130 de conformation tubulaire. Le corps 130, le capot 110 et le bloc arrière 120 sont réalisés en métal, de préférence en aluminium, de préférence encore en aluminium 7075. Le bloc arrière 10 présente également une conformation tubulaire de diamètre sensiblement égal à un diamètre du corps 130. À l’intérieur, le bloc arrière 120 est pourvu, sur son côté tourné vers le corps 130, d’un tronçon de taraudage 122 s’étendant sur une partie de sa surface périphérique interne. Sur une partie 132A (Figure 2) de sa surface périphérique externe, le corps 130 porte un tronçon de filetage 132B. La géométrie du tronçon de filetage 132B est adaptée à la géométrie du tronçon de taraudage 122, de telle sorte que le corps 130 peut être vissé dans le bloc arrière 120. Le pas du filetage peut être amené à changer pour modifier la force de serrage désirée. La partie 132A de la surface externe du corps est délimitée par un épaulement 132C (figure 3), dans lequel est taillée une rainure 132D périphérique dans laquelle est disposé un joint d’étanchéité 134. La géométrie de la rainure 132D est telle que le joint 134 est compressé entre le fond de la rainure et l’extrémité du bloc arrière dirigée le corps 130, lorsque ces dernières assemblées. De son côté dirigé vers le capot 110, le corps 130 présente une ouverture 136A (figure 2) de diamètre inférieur au diamètre interne du corps, formant ainsi un épaulement 136B pour le réducteur 12 lorsqu’il est reçu dans le logement 102. Le moteur 10 est immobilisé sur le corps au moyen de vis 138, qui traversent l’épaulement 136B et viennent se visser sur le réducteur 12. À cette fin, le moteur est maintenu à distance des parois périphériques internes du corps et du bloc arrière 120. L’ouverture 136A permet le passage de l’arbre de sortie 14 vers l’extérieur du logement 102 en direction du capot 110. Ce capot 110 est immobilisé sur le corps au moyen de vis 112A, traversant des trous 112B avant de se visser sur le corps 130. La face du corps dirigée vers le capot est pourvue d’une rainure 136C périphérique, ménagée entre les vis 112A et 138, dans laquelle est disposé un joint d’étanchéité 137. Lors du serrage du capot 110 sur le corps 130, le joint 137 est comprimé de sorte à constituer une barrière étanche protégeant le logement 102. Le capot 110 est également pourvu d’une ouverture 114A permettant le passage de l’arbre de sortie 14 à l’extérieur du premier caisson 100. Du côté dirigé vers le corps 130, l’ouverture est équipée d’un épaulement 114B permettant d’arrêter en translation un roulement 102 et un joint d’étanchéité 104, de préférence un joint à lèvres, montés successivement depuis l’autre côté de l’ouverture. Le roulement 102 permet de maintenir la rotation d’un arbre intermédiaire 140, lié en rotation à l’arbre de sortie 14, autour de son axe de rotation. L’arbre intermédiaire 140 est pourvu d’un collet 142 formant un épaulement permettant le maintien du roulement 102 et du joint à lèvres 104 à l’intérieur de l’ouverture 114A. Le bloc arrière est pourvu d’une ouverture, à l’extrémité opposée au tronçon de taraudage 122, d’une ouverture 124 centrale formant un passage pour des fils électriques (non représentés) permettant l’alimentation et la commande du moteur électrique 10. Lors du montage, cette ouverture 124 est comblée avec une colle résistante à haute température, formant une barrière étanche protégeant l’intérieur du logement 102. Le deuxième caisson 200 est monté autour du premier caisson 100 et forme à cet effet un logement 202 destiné à recevoir le premier caisson. Le deuxième caisson 200 est formé par l’assemblage d’un capot 210 et d’un bloc arrière 220, montés axialement de part et d’autre d’un corps 230 de conformation tubulaire. Le corps 210, le capot 230 et le bloc arrière 220 sont réalisés en métal, de préférence en aluminium, de préférence encore en aluminium 7075. Le corps 230 présente à chacune de ses extrémités longitudinales, des brides 232A dans lesquelles sont percés des trous 232B taraudés ouverts vers l’extérieur du corps. Le bloc arrière 220 présente également une conformation tubulaire de diamètre sensiblement égal à un diamètre du corps 230. De son côté tourné vers le corps 230, le bloc arrière 220 est équipé d’une bride 222A au travers de laquelle sont percés des trous 222B permettant le passage de vis 222C se vissant dans les trous 232B faisant face au bloc arrière. Le corps 230 est pourvu, au niveau des faces de serrage, d’une rainure 232C périphérique disposée à l’intérieur d’un cercle formé par les trous 232B. Un joint d’étanchéité 234A est disposé à l’intérieur de la rainure 232C dont la géométrie est telle que le joint est compressé entre le fond de la rainure et d’une part, la face de serrage de la bride 222A et d’autre part, le capot 210, lorsque ces derniers sont assemblés. De son côté dirigé vers le capot 210, le corps 230 présente une ouverture 236A de diamètre inférieur au diamètre interne du corps, formant ainsi un épaulement 236B pour le capot 110 lorsqu’il est reçu dans le logement 202. Une rainure 232D périphérique est disposée autour de l’ouverture, au niveau de la face de serrage du corps 230 et du capot. Un joint d’étanchéité 234B est disposé à l’intérieur de la rainure 232D dont la géométrie est telle que le joint est compressé entre le fond de la rainure et le capot 210, lorsque ces derniers sont assemblés. Le premier caisson 100 est immobilisé sur le corps 230 au moins de vis 238, qui traversent l’épaulement 236B et viennent se visser sur le capot 110. Plus précisément, le capot 110 est pourvu de tétons 116A disposés entre les trous 112B, et à l’intérieur desquels sont percés des trous taraudés 116B destinés à recevoir les vis 238. À cette fin, le premier caisson 100 est maintenu à distance des parois périphériques internes du corps 230 et du bloc arrière 220. À la différence du logement 102, le logement 202 est rempli d’un fluide diélectrique (non représenté), de préférence une huile minérale à faible viscosité. Le premier caisson 100 est totalement ou en partie immergé dans le fluide, notamment au niveau du capot 110 grâce aux tétons 116A laissant un espace de circulation du fluide. Le bloc arrière est pourvu d’une ouverture, à l’extrémité opposée de la bride 222A, d’une ouverture 224 centrale formant un passage pour des fils électriques (non représentés) permettant l’alimentation et la commande du moteur électrique 10. Les ouvertures 124 et 224 sont coaxiales lorsque le boîtier 1 est assemblé. Pour procéder au remplissage du fluide à l’intérieur du logement 202, un trou 226A (Figure 6) est percé sur le bloc arrière sur la surface de l’ouverture 224. Un deuxième trou 226B, d’un diamètre inférieur, est disposé diamétralement opposé du trou 226A et permet à l’air de s’échapper lors du remplissage du fluide dans le logement 202. Lors du montage, l’ouverture 224 et les trous 226A et 226B sont comblés avec une colle résistante à haute température, formant une barrière étanche protégeant l’intérieur du logement 202. L’ouverture 236A permet le passage de l’arbre intermédiaire 140 vers l’extérieur du logement 202 en direction du capot 210. Ce capot 210 est immobilisé sur le corps 230 au moyen de vis (non représentées), traversant des trous 212 avant de se visser dans les trous 232B faisant face au capot. Le capot 210 est également pourvu d’une ouverture 214 permettant le passage de l’arbre intermédiaire 14 à l’extérieur du deuxième caisson 200. Un épaulement 236C est formé à l’intérieur de l’ouverture 236A permettant d’arrêter en translation un roulement 204. De cette manière, le roulement 204 est immobilisé entre l’épaulement 236C et le collet 142 de l’arbre intermédiaire, du côté opposé du roulement 104. Du côté opposé du roulement 204 par rapport à l’épaulement est monté un joint d’étanchéité 206, de préférence à lèvres, à l’intérieur de l’ouverture 236A. Le joint 206 et le roulement 204 sont montés autour de l’arbre intermédiaire 140 respectivement pour assurer l’étanchéité et pour maintenir la rotation de l’arbre autour de son axe de rotation. Bien sûr, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier, toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux. Boîtier antidéflagrant (1) prévu pour recevoir (encapsuler) un moteur électrique (10) comprenant : un premier caisson étanche (100) formant un premier logement apte à recevoir ledit moteur électrique, un deuxième caisson étanche (200) formant un deuxième logement apte à recevoir ledit premier logement, caractérisé en ce que : ledit premier logement est rempli par de l’air ledit deuxième logement est rempli par un fluide, de préférence de l’huile. Boîtier autodéflagrant selon la revendication précédente, dans lequel le premier caisson (100) est formé d’un assemblage en trois parties, un capot (110), un corps (130), un bloc arrière (120), le capot et le bloc arrière étant montés de part et d’autre du corps. Boîtier autodéflagrant selon la revendication précédente, dans lequel le corps (130) du premier caisson est équipé d’un tronçon de filetage (132B), et le bloc arrière (120) est équipé d’un tronçon de taraudage (122) complémentaire audit tronçon de filetage dudit corps. Boîtier autodéflagrant selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième caisson (200) est formé d’un assemblage en trois parties, capot (210), corps (230), bloc arrière (220), le capot et le bloc arrière étant montés de part et d’autre du corps. Boîtier autodéflagrant selon la revendication précédente, dans lequel le corps (230) du deuxième caisson est équipé de trous taraudés (232B) à chacune de ses extrémités. Ensemble (300) formé d’un boîtier antidéflagrant (1) prévu pour recevoir (encapsuler) un moteur électrique (10) dans lequel le boîtier antidéflagrant est conforme à l’une quelconque des revendications précédentes.