FR3074377B1 - Carter de moteur - Google Patents

Abstract

Carter de moteur électrique pour véhicule automobile, le carter comprenant : deux éléments d'extrémité et au moins deux tronçons annulaires (6) disposés entre les deux éléments d'extrémité ; chacun des tronçons annulaires (6) comprenant deux surfaces parallèles (6.1, 6.2) et un plan médian de symétrie (P) entre ces deux faces parallèles (6.1, 6.2) ; remarquable en ce que chacun des tronçons (6) est symétrique par rapport à au moins une droite (B, C) de son plan médian (P). L'invention porte également sur un procédé de réalisation d'un tel carter de moteur, sur un moteur comprenant un tel carter et sur un véhicule automobile comprenant un tel moteur.

Description

CARTER DE MOTEUR L’invention a trait au domaine des carters de moteur et plus particulièrement à un carter de moteur électrique pour véhicule automobile.

Le document US 3,941,526 A divulgue un moteur à piston rotatif. Le carter de ce moteur est composé de modules (notés 10, 12, 14, 16, 18 dans ce document). Les modules 12 comprennent une chemise trochoïdale dans laquelle un piston rotatif évolue. Le moteur de ce document comprend deux pistons et deux modules 12. Des moteurs plus puissants avec quatre pistons peuvent comprendre quatre modules de ce type. Ces modules sont interposés entre deux modules d’extrémité 16 et 18. Lors du montage d’un tel moteur, les modules doivent être positionnés selon une orientation bien définie, sans quoi le moteur ne fonctionnera pas. Une telle conception nécessite donc une formation des opérateurs, un contrôle qualité et éventuellement la conception d’un détrompeur pour faciliter le montage dans une orientation adéquate. L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer un carter de moteur qui est plus simple de montage et dont la conception augmente la flexibilité de la production des moteurs avec des pièces pouvant être utilisées pour des carters de dimensions plus ou moins grande destinés à des moteurs plus ou moins puissants. L’invention a pour objet un carter de moteur pour véhicule automobile, le carter comprenant : deux éléments d’extrémité ; et au moins deux tronçons annulaires disposés entre les deux éléments d’extrémité ; chacun des tronçons annulaires comprenant deux surfaces parallèles et un plan médian de symétrie entre ces deux faces parallèles ; remarquable en ce que chacun des tronçons est symétrique par rapport à au moins une droite de son plan médian.

Dit autrement, pour chacun des tronçons, il existe au moins une droite du plan médian de ce tronçon qui est un axe de symétrie pour ce tronçon.

Les éléments d’extrémité peuvent être par exemple des plaques ou des flasques. Ils sont « d’extrémité » dans le sens où ils délimitent la dimension du carter dans le sens axial, c’est-à-dire selon l’axe de rotation de l’arbre rotatif moteur. La direction axiale correspond à celle de l’axe de rotation du rotor. Un des éléments d’extrémité peut accueillir une poulie et une chaîne ou courroie de transmission du couple moteur.

Les directions « axiales », « radiales » et « circonférentielles » se rapportent à l’orientation de l’arbre rotatif du moteur.

Selon un mode avantageux de l’invention, chaque tronçon comprend au moins deux trous débouchants.

De manière avantageuse, ces trous peuvent servir de passage à un fluide de refroidissement du moteur. Ainsi, un des trous peut servir de canal « aller » et l’autre de canal « retour » pour un fluide de refroidissement. Chacun débouche à la fois sur l’une et l’autre des surfaces parallèles du tronçon. Lorsque plusieurs trous sont prévus, il est possible de former un serpentin de refroidissement.

Selon un mode avantageux de l’invention, les trous débouchants sont des trous oblongs curvilignes. Ainsi, la section des trous est faite de deux arcs de cercles concentriques et de deux demi-cercles aux deux côtés opposés desdits arcs de cercles. Ceci permet d’augmenter l’efficacité de l’échange de chaleur.

Selon un mode avantageux de l’invention, un des éléments d’extrémité ou un flasque interposé entre un tronçon annulaire et un des éléments d’extrémité comprend deux trous borgnes connectés fluidiquement entre eux de façon à former un segment en U servant de retour au fluide de refroidissement.

En plus des trous de passage de fluide de refroidissement, chaque tronçon annulaire peut être pourvu de trous débouchants pouvant recevoir des vis ou des tiges pour l’assemblage des différents tronçons entre eux. D’autres éléments fonctionnels peuvent également être prévus comme des pions de centrage par exemple.

Selon un mode avantageux de l’invention, deux, trois, quatre, ou cinq droites équitablement distribuées angulairement sur le plan médian et passant par le centre de gravité d’un tronçon donné sont des axes de symétrie de ce tronçon donné. L’invention a également trait à un procédé de réalisation d’un carter de moteur, remarquable en ce que le carter est selon l’un des modes de réalisations évoqués ci-dessus, et en ce que le procédé comprend : la fabrication des deux éléments d’extrémité ; la fabrication d’une pluralité de tronçons annulaires, éventuellement de longueurs axiales différentes ; la sélection d’au moins deux de ces tronçons ; la mise en place et l’assemblage par collage, entre eux, des tronçons annulaires sélectionnés ainsi que leur assemblage aux éléments d’extrémité.

Les tronçons annulaires sont collés deux à deux et les éléments d’extrémité sont collés aux tronçons annulaires qui ont une surface libre, axialement à l’extrémité de l’ensemble des tronçons. Des flasques intermédiaires peuvent être prévus entre les tronçons et les éléments d’extrémité.

Selon un mode avantageux de l’invention, l’étape de sélection des tronçons consiste à choisir au moins deux tronçons de longueurs identiques ou différentes afin d’obtenir une longueur cumulée de tronçons prédéfinie.

Un carter plus long permet de réaliser un moteur plus puissant.

Ainsi, il peut être prévu un kit pour la réalisation d’un carter de moteur, le kit comprenant des éléments d’extrémité et une pluralité de tronçons, les tronçons étant tels que le kit permette la réalisation d’un carter selon l’un des modes de réalisation exposés ci-dessus.

Selon un mode avantageux de l’invention, la fabrication des tronçons, du flasque et/ou des éléments d’extrémité comprend au moins une étape de moulage à modèle perdu.

Cette technique de moulage permet, entre autres, la réalisation de formes intérieures complexes comme par exemple les trous de passage du fluide de refroidissement.

Les étapes de semi-finition et finition usuelles (usinage, rectification, traitement thermique, etc.) peuvent venir compléter la fabrication des tronçons. L’invention a également trait à un moteur comprenant un carter et un arbre rotatif, remarquable en ce que le carter est selon l’un des modes de réalisations exposés ci-dessus, et en ce que l’arbre est disposé coaxiallement aux tronçons annulaires. L’invention a également trait à un véhicule automobile muni d’un moteur électrique, remarquable en ce que le moteur est selon le mode de réalisation décrit ci-dessus.

Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce que, ayant un axe de symétrie, chaque tronçon annulaire peut être retourné de 180° lors du montage, et ce sans qu’il y ait de conséquence. Il n’y a donc pas besoin de détrompeur, pas de contrôle de qualité de l’orientation à vérifier après montage et le tronçon peut être utilisé sur plusieurs types de moteurs de puissance et de longueur d’arbre différents. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide des dessins parmi lesquels : - La figure 1 représente un éclaté de moteur électrique selon l’invention ; - Les figures 2A et 2B représentent un tronçon annulaire d’un carter selon l’invention ; - La figure 3 illustre un serpentin de refroidissement dans des tronçons d’un moteur selon l’invention ; - Les figures 4A et 4B montrent un élément d’extrémité avec et sans tronçons annulaires, respectivement, pour un moteur selon l’invention.

La figure 1 montre un éclaté de moteur électrique 1, de façon très schématique. Le moteur électrique 1 comprend un carter, formé de deux éléments d’extrémité 2, 4 et un certain nombre de tronçons 6. Les tronçons 6 encapsulent un stator 8. Un rotor 10 est solidaire d’un arbre de transmission 12. L’arbre 12 traverse un orifice 2.1 d’un des éléments d’extrémité 2 et transmets un couple moteur, par exemple, aux roues d’un véhicule, via des moyens mécaniques adaptés (chaîne, courroie, réducteur, etc.).

Les éléments d’extrémité 2, 4, sont ici représentés cylindriques mais ils peuvent être plus ou moins rectangulaires, tels des plaques ou des flasques. L’utilisation de plusieurs tronçons 6 permet d’obtenir un carter de longueur adéquate pour réaliser un moteur de puissance voulue.

La figure 2A représente un tronçon annulaire 6 en vue isométrique. Le tronçon annulaire 6 comprend deux faces parallèles 6.1, 6.2 dont seule une 6.1 est visible sur la figure 2A. Le tronçon 6 a une surface sensiblement cylindrique externe 6.3 et une surface sensiblement cylindrique interne 6.4. Les deux surfaces cylindriques 6.3, 6.4 sont coaxiales et définissent un axe central A du tronçon. La surface cylindrique externe 6.3 présente des bossages 6.5 au droit de trous débouchants 6.6 aménagés pour l’assemblage des tronçons entre eux et/ou des tronçons avec les éléments d’extrémité (2, 4 sur la figure 1). Le tronçon annulaire 6 comprend en outre des trous débouchants 6.7 pouvant servir de passage à un fluide de refroidissement du moteur. Les trous 6.7 peuvent être oblongs et peuvent s’étendre parallèlement à l’axe A. Les surfaces parallèles 6.1,6.2 du tronçon 6 définissent un plan médian P, à égale distance de ces deux surfaces et perpendiculaire à l’axe A.

La figure 2B décrit une vue en coupe du tronçon annulaire dans le plan P. Les surfaces 6.3, 6.4, le bossage 6.5 et les trous 6.6, 6.7 correspondent à leur définition ci-dessus en rapport avec la figure 2A. Un axe B, compris dans le plan P et perpendiculaire à l’axe A est un axe de symétrie du tronçon. En effet, si le tronçon est pivoté de 180° autour de cet axe, sa forme ne change pas. L’axe C, perpendiculaire à l’axe A et perpendiculaire à l’axe B est également un axe de symétrie pour le tronçon 6. Les droites B et C se coupent en G, centre de gravité du tronçon annulaire 6.

Selon la position et la forme des trous 6.7 pour le refroidissement du moteur, et selon le nombre de bossages 6.5 avec les trous 6.6, il est possible de concevoir un tronçon avec 3, 4, 5 ou plus d’axes de symétrie.

La figure 3 décrit en vue de dessus et de manière schématique, le parcours du fluide de refroidissement. Dans cet exemple, deux tronçons annulaires 6 sont prévus au cœur du carter. Les surfaces 6.1, 6.2 et 6.3 des tronçons sont telles que définies pour la figure 2A ci-dessus. A droite est prévu un élément d’extrémité 4. A gauche est prévu un flasque 14 qui s’intercale entre le tronçon annulaire 6 de gauche et l’élément d’extrémité (noté 2 sur la figure 1 et non représenté ici). La figure 3 représente les pièces séparées, pour plus de clarté, mais en fonctionnement, les faces en regard des différentes pièces sont en contact, les différents trous formant un passage ou canal continu pour le fluide de refroidissement.

Le fluide de refroidissement entre dans le flasque par un orifice 14.1, selon la flèche notée E. Il parcourt les deux trous 6.7 alignés des deux tronçons 6 puis pénètre dans l’élément d’extrémité 4. Celui-ci dispose de deux trous borgnes 4.1,4.2 reliés par un passage 4.3. L’ensemble 4.4 formé par ces trous 4.1, 4.2 et ce passage 4.3 forme ainsi un U qui permet le retour du fluide en sens contraire dans un autre des trous 6.7 des tronçons 6. Le fluide repart ainsi jusqu’à atteindre un passage 14.2 en forme de U dans le flasque 14. Ce passage 14.2 renvoie le fluide à nouveau dans le sens contraire, jusqu’à ce qu’il atteigne un autre U, 4.4 dans l’élément d’extrémité. Ainsi, le fluide de refroidissement parcourt un serpentin à la périphérie du rotor et refroidit ainsi le moteur. Une fois le serpentin parcouru, le fluide sort par l’orifice 14.3 dans le sens de la flèche S. Il est entraîné vers un radiateur de refroidissement pour être refroidit avant d’être réintroduit dans le serpentin.

Les passages en U peuvent être réalisés par moulage à modèle perdu.

Les tronçons 6 peuvent également être réalisés par le même procédé. Il est ainsi possible de prévoir des formes internes complexes. Les trous 6.7 peuvent par exemple être pourvus de chicanes, labyrinthes ou serpentins internes à chacun des tronçons, afin de maximiser les échanges de chaleur. L’entrée et la sortie du fluide de refroidissement dans le serpentin peut également se faire via des trous orientés radialement dans un des tronçons, flasques ou éléments d’extrémité.

Les figures 4A et 4B représentent une vue isométrique d’un élément d’extrémité 2 avec et sans tronçons 6, respectivement. L’élément d’extrémité 2 peut être une plaque munie d’éléments de supports du type pattes pour permettre l’ancrage du moteur sur le châssis d’un véhicule. L’élément d’extrémité 2 peut également comprendre des supports pour les moyens usuels de transmission du couple de l’arbre moteur, notamment une poulie, un galet tendeur, une courroie ou une chaîne, etc.

Le flasque 14 est intercalé entre l’élément d’extrémité et les tronçons 6.

Comme on voit sur la figure 4B, le flasque 14 peut comprendre un alésage 14.5 pour recevoir l’arbre rotatif, éventuellement via un palier. Le flasque peut aussi comprendre des moyens d’admissions ou de refoulement du liquide de refroidissement et des orifices oblongs pour conduire le fluide vers les tronçons 6 ou pour l’en extraire.

Claims (10)

1. Revendications

   1. Carter de moteur électrique pour véhicule automobile, le carter comprenant : - deux éléments d’extrémité (2, 4) ; et - au moins deux tronçons annulaires (6) disposés entre les deux éléments d’extrémité (2, 4) ; chacun des tronçons annulaires (6) comprenant deux surfaces parallèles (6.1, 6.2) et un plan médian de symétrie (P) entre ces deux faces parallèles (6.1, 6.2) ; caractérisé en ce que chacun des tronçons (6) est symétrique par rapport à au moins une droite (B, C) de son plan médian (P).
2. 2. Carter selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tronçon (6) comprend au moins deux trous débouchants (6.7).
3. 3. Carter selon la revendication 2, caractérisé en ce que les trous débouchants (6.7) sont des trous oblongs curvilignes.
4. 4. Carter selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu’un des éléments d’extrémité (2, 4) ou un flasque (14) interposé entre l’au moins un tronçon annulaire (6) et un des éléments d’extrémité (2) comprend deux trous borgnes (4.1, 4.2) connectés fluidiquement entre eux de façon à former un segment en U (4.4, 14.2) servant de retour au fluide de refroidissement.
5. 5. Carter selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que deux, trois, quatre, ou cinq droites (B, C) équitablement distribuées angulairement sur le plan médian (P) et passant par le centre de gravité (G) d’un tronçon donné (6) sont des axes de symétrie de ce tronçon donné (6).
6. 6. Procédé de réalisation d’un carter de moteur, caractérisé en ce que le carter est selon l’une des revendications 1 à 5, et en ce que le procédé comprend : - la fabrication des deux éléments d’extrémité (2, 4) ; - la fabrication d’une pluralité de tronçons annulaires (6), éventuellement de longueurs axiales différentes ; - la sélection d’au moins deux de ces tronçons (6) ; - la mise en place et l’assemblage par collage, entre eux, des tronçons annulaires (6) sélectionnés ainsi que leur assemblage aux éléments d’extrémité (2, 4).
7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’étape de sélection des tronçons (6) consiste à choisir au moins deux tronçons (6) de longueurs identiques ou différentes afin d’obtenir une longueur cumulée des tronçons prédéfinie.
8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fabrication des tronçons (6), du flasque (14) et/ou des éléments d’extrémité (2, 4) comprend au moins une étape de moulage à modèle perdu.
9. 9. Moteur (1) comprenant un carter (2, 4, 6) et un arbre rotatif (12), caractérisé en ce que le carter (2, 4, 6) est selon l’une des revendications 1 à 4, et en ce que l’arbre (12) est disposé coaxiallement aux tronçons annulaires (6).
10. 10. Véhicule automobile muni d’un moteur électrique (1), caractérisé en ce que le moteur (1) est selon la revendication 9.