Brevet FR2479583A1 — publié le 19811002

L'invention concerne un porte-balai pour alterna- teurs de véhicules automobiles, comportant une plaquette support que l'on peut fixer au carter de l'alternateur, qui porte, sur l'une de ses faces, un fourreau avec les balais-frotteurs et des consoles pour des contacts fixes supplémentaires, fourreau que l'on peut faire passer à travers une ouverture de montage du carter, et sur l'autre face de laquelle est fixé un régulateur de tension ou un dispositif de bornage pour un régulateur de tension, régulateur de tension ou dispositif de bornage dont les différentes bornes passent à travers la plaquette support et sont reliées aux contacts fixes. On connaît déjà un porte- balai (DE-OS 28 30 338) o des deux côtés d'un fourreau pour les balais frotteurs, une console vient respectivement de forme sur la plaquette support, console sur laquelle est respective- ment rivé un contact fixe formé d'une pièce de t8le emboutie et repliée plusieurs fois. L'un des contacts fixes présente une surface de contact à peu près parallèle à la plaquette support et qui court à une certaine distance de cette plaquette et qui, lors du montage du porte-balai dans le carter de la génératrice, vient s'appuyer contre une languette élastique de contact du groupe redresseur; languette dont la surface de contact est tournée du c8té de l'ouverture de montage du carter de la géné- ratrice pour le porte-balai. Ce contact fixe relie le régulateur de tension avec le potentiel de sortie (D+) des diodes excita- trices du redresseur, tandis que le deuxième contact amène son potentiel moins (D-) au régulateur de tension par la masse. Dans ce but, le deuxième contact fixe comporte un prolongement qui s'étend contre la paroi latérale de la plaquette support et est relié électriquement à une douille métallique de fixation introduite dans la plaquette support. Ce prolongement reste à l'intérieur du carter de la génératrice lorsque le porte-balai est monté sur ce carter. La conception des contacts fixes, qui pénètrent dans le carter de la génératrice et qui présentent des surfaces de contact qui courent à peu près parallèlement aux parois latérales de la plaquette support, est désavantageuse dans la mesure o elle nécessite relativement beaucoup de place, qui est strictement mesurée pour les génératrices de ce type. Le fourreau et les consoles des contacts fixes du porte-balai pénètrent, dans ces machines, dans une chambre latérale du groupe redresseur, sensiblement en forme de flasque, à laquelle, dans de nombreux cas et pour des motifs de construction, on ne peut donner qu'une largeur telle qu'il soit encore possible de loger, des deux côtés de l'espace restant libre pour recevoir le fourreau, une languette de contact à surface de contact dis- posée parallèlement aux parois latérales du groupe redresseur. La disposition selon l'invention avec les mentions caractéristiques de la revendication principale présente par contre l'avantage, que les contacts fixes ne nécessitent que peu de place dans le plan de l'ouverture de montage du carter du générateur et que pour des conditions de constructions identiques, il est donc possible de loger davantage de contacts fixes que jusqu'ici. On obtient par ailleurs l'avantage supplé- mentaire que le contre-contact du groupe redresseur correspon- dant au contact-couteau du porte-balai, peut être conçu sous forme d'un contact par oeillet ou sous forme de branches du même genre, venant en contact des deux c8tés avec le contact- couteau, ce qui permet d'agrandir la surface de contact. Even- tuellement, en plus des contacts fixes de l'exécution utilisée jusqu'ici et à c8té de ceux-ci, on peut disposer les contacts- couteaux sur la plaquette support du porte-balai. Les mesures énumérées dans les sous-revendications rendent possibles d'autres conceptions avantageuses de la dis- position mentionnée dans la revendication principale. Il est avantageux de disposer les contacts-couteaux de façon qu'ils courent au moins à peu près parallèlement aux surfaces latérales des balais-frotteurs qui sont à angle droit par rapport à la plaquette support. De cette façon, les contacts-couteaux n'interdisent pas le montage du porte-balai dans le carter de la génératrice lorsque ce portebalai, pour permettre l'introduction du fourreau avec les balaisfrotteurs par l'ouverture de montage du carter de la géxératrice, doit basculer par rapport à ce carter. Si pour des raisons de construction, le contact couteau doit être disposé dans la zone de déplacement d'un outil de rivetage pour fixer par rivetage le régulateur de tension sur la plaquette support du porte-balai, il est avanta- geux que le contact-couteau soit formé d'un feuillard de tôle contrecoudé présentant deux portions longitudinales décalées l'une par rapport à l'autre, dont l'une porte les surfaces de contact et dont l'autre est reliée à une t8le de contact fixée sur la plaquette support et reliée à l'une des bornes du régula- teur de tension. Le feuillard formant le contact-couteau n'est, dans ce cas, rapporté sur le porte-balai qu'après la fixation du régulateur de tension, de sorte qu'il ne gene pas ce proces- sus de travail. La proposition de concevoir les contacts fixes sous forme de contactscouteaux, qui économisent de la place, ouvre la possibilité de prévoir sur le porte-balai davantage de contacts fixes que jusqu'ici et donc d'isoler le régulateur de tension en isolation bipolaire ou de lui amener d'autres signaux, de préférence le potentiel "plus" de la batterie ali- mentée par la génératrice (B+). L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une coupe longitudinale d'un alternateur du type "pôles à griffe", pour véhicule automobile. - la figure 2 est une vue de devant du porte- balai de l'alternateur selon la figure 1, à l'échelle agrandie. - la figure 3 est une vue de-dessus du porte-balai de la figure 2. - la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. - la figure 5 est une vue de devant du groupe redresseur et, - la figure 6 est le schéma électrique de l'alter- nateur de la figure 1. - la figure 7 représente l'arrière du porte-balai avec son dispositif de bornage pour un régulateur de tension disposé à un autre endroit. L'alternateur comporte un stator 10 qui porte un bobinage triphasé 12 et contre lequel sont bridées deux coquil- les de carter 14 et 16 au moyen de tirants 18. Dans les fonds des coquilles 14, 16 sont logés des roulements 20 et 22 dans lesquels tourillonne un arbre 24 entraîné, par l'intermédiaire d'une poulie à gorge non représentée, par le moteur à combustion du véhicule. L'arbre 24 porte une aube de ventilateur 26 et une roue polaire 28 qui est constituée de deux flasques 30 et 32 à p8les à griffes et d'un électro- aimant 34, avec bobinage d'excitation 35, bridé entre les deux. Sur l'arbre 24 sont de plus fixées, avec isolement, deux bagues 36 et 38 reliées aux deux bornes du bobinage d'excitation 35. Entre la bague 36 et le flasque à p8le à griffe 32, un flasque 40 en plastique, présentant une rainure annulaire axiale 42 dans sa face fron- tale c8té de la bague 36, est monté à la presse sur l'arbre 24. Sur les bagues 36 et 38 reposent les balais-frot- teurs 43 et 44 guidés, avec possibilité de coulissement, et maintenus dans un fourreau-45 d'un porte-balai 46. Sur le porte- balai 46 vient de forme une plaquette support 48 fixée extérieu- rement à la pièce 16 du carter et venant fermer de façon étanche une ouverture de montage 50 de cette pièce du carter. Dans ce but, la plaquette support 48 présente une rehausse de renforce- ment 52 (figures 2 et 3) qui pénètre, en s'y ajustant, dans l'ouverture de montage 50 et porte à sa périphérie un joint torique 54 qui appuie contre la paroi de l'ouverture de montage 50. Le front torique 54 est guidé et maintenu dans une rainure annulaire 56 de la rehausse de renforcement 52 de la plaquette support 48. Cette disposition à cette conception de l'élément d'étanchéité permet de faire basculer facilement le porte- balai 46 dans l'ouverture de montage du carter au moment du montage sans avoir à crair re un glissement ou une déformation de cet élément d'étanchéité. Au fond de la pièce 16 du carter est fixé intérieu- rement un groupe redresseur 60 qui comporte une embase 61 en forme de flasque, en plastique, et trois t8les supports 62, 63, 64, en forme de secteurs, qui y sont fixées pour les diodes du redresseur. La figure 1 représente le groupe redresseur 60 le long de la ligne de coupe I-I de la figure 5. A la t8le support 62 sont fixées six diodes "Plus" 66 et une diode supplémentaire 67. Sur la tôle support 63, on trouve trois diodes excitatrices 68 et sur la t8le support 64 sont fixées six diodes "Moins" 69 et une diode supplémentaire 70. On connalt le couplage des diodes, visible sur la figure 6, et on ne l'explique donc pas davantage. A la t8le support 62 est fixée une broche filetée 72 pour le raccordement du pôle "Plus" de la batterie (B+) que l'alternateur doit alimenter. Sur la tôle 63, on trouve une broche filetée 73 qui sert de borne pour l'excitation de l'al- ternateur (D+). A la tôle support 64 est fixée une broche file- tée 74 à laquelle on peut raccorder le pôle "Moins" de la batterie (D-). Les trois broches filetées 72, 73, 74 traversent le fond de la pièce 16 du carter en direction de l'extérieur et avec isolation. L'embase 61 du groupe redresseur 60 présente un alésage 76 par lequel l'arbre 24 peut passer avec un certain jeu. Cet alésage 76 comporte un collet axial 77, en forme de secteur, qui vient se loger, en présentant un léger jeu radial, dans la rainure annulaire 42 du flasque 40. De l'autre côté, l'embase 61 comporte un collet 78 dont le bord frontal porte un élément d'étanchéité 79 qui s'appuie contre le fond de la pièce 16 du carter. Le collet 78 entoure un espace en forme de trou de serrure 80 dans lequel, sont logés, en haut, les bagues 36, 38 et en bas le porte- balai 46. L'espace 80 est fermé pour empêcher à la poussière de pénétrer dans l'espace interne res- tant du carter de l'alternateur et à l'extérieur# par l'élément d'étanchéité 79 surfle collet 78, par la garniture d'étanchéité en labyrinthe venue de forme dans la rainure annulaire 42 du flasque 40 et par le joint torique 54 de la plaque support 48 du porte-balai 46. L'espace 80 va en s'élargissant vers le bas et vers les c8tés, de façon telle qu'en plus de la zone médiane qui reste libre pour le fourreau, déjà mentionné, 45 du porte-balai 46, il reste encore deux zones latérales 81 et 82. Dans ces zones latérales 81 et 82, sont disposés des éléments à contacts 83, 84, 85 qui collaborent avec les contacts fixes situés sur le porte-balai 46 et que l'on doit encore décrire par la suite. Les élédents de contacts 83, 84, 85 sont formés de feuillards reliés, de façon que l'on peut voir sur la figure 6, aux bornes et aux diodes du redresseur. Les éléments de contacts 83 et 85 sont perpendiculaires au plan de base de l'embase 61, sont repliés en forme d'épingle à cheveux et sont saisis et mainte- nus dans des bossages 86, en forme de bloc, de l'embase 61. L'élément 84 est un étrier en forme de U dont l'axe de pliage est parallèle au plan de base de l'embase 61 et dont la branche arrière est rivée à l'embase 61. La branche avant de l'élément 84 forme une languette élastique de contact qui peut se déplacer librement et perpendiculairement au plan du dessin et, qui, lorsque le porte-balai 46 n'est pas monté, se trouve légèrement en biais vers l'avant. L'alternateur comporte un régulateur électronique de tension 90, fixé, au moyen de deux rivets 91, à la face, c8té opposé à l'intérieur du carter, de la plaquette support 48 du porte-balai 46. Entre la plaquette support 48 et le régula- teur de tension 90 est fixée une t8le de refroidissement 92 qui présente sur le bord, quatre rabats, disposés sur la périphérie du carter du régulateur de tension 90, qui s'éloignent de la plaquette support 48 et évacuent la chaleur dans l'air ambiant. Le régulateur de tension 90 est relié, de la façon que l'on décrit par la suite, aux éléments de contacts 83, 84, 85 et aux balais-frotteurs 43, 44. Dans ce but, le régulateur de tension 90 comporte trois bornes conçues comme broches de contacts 94, 95, 96 ainsi qu'une troisième borne formée à partir d'un feuillard, non visible sur le dessin, les quatre bornes passant par des évide- ments de la plaquette support 48. La broche 94 est reliée, c8té de la plaquette support 48 qui se trouve du côté de l'intérieur du carter, à un contact fixe 97 en t8le emboutie et repliée, fixé par un rivet 98 à une console 99, prévue à c8té du fourreau du porte-balai 46. Le contact fixe 97 porte à sh portion d'extrémité libre repliée, un grain formant contact 100 qui, lors du montage du porte-balai 46, s'appuie contre l'élément 84 formant contact et conçu sous forme de languette, du groupe redresseur 60. La broche 84 du régulateur de tension 90 est reliée à une pièce de t8le 101 fixée, par un rivet 103, à une deuxième console 102 du porte-balai 46. Cette pièce de tole 101 comporte un prolongement latéral 106 dont l'extrémité libre repliée 107 est soudée à un feuillard 108 qui se détache de la plaquette support 48. Ce feuillard 108 est contre-coudé et présente de ce fait deux portions longitudinales 109 et 110 décalées l'une par rapport à l'autre. La portion longitudinale 109 est reliée au prolongement latéral 106 du feuillard 101 et ancrée de plus dans la plaquette support 48 par son extrémité libre. La portion longitudinale 110 forme un contact-couteau comportant deux surfaces de contact opposées l'une à l'autre 112 qui, lors du montage du porte-balai 46 dans le carter de l'alternateur, viennent se placer en basculant entre les deux branches de l'élément 83 et réalisent le contact avec la borne 74 et les diodes "moinsf69 du redresseur. La troisième broche de contact 96 du régulateur de tension 90 est reliée électriquement à une t8le 114 qui repose sur la face supérieure de la console 99 et lui est fixé par-le rivet 98. Pour éviter un court-circuit entre les t8les 114 et 97, on dispose sous la tête du rivet 98 une rondelle isolant 115 et autour de son f t une douille isolante 116. Bien entendu, on peut également éviter un court-circuit d'une autre façon par exemple en fixant la t8le 114 à un autre endroit du porte- balai 46. La t8le 114 présente un prolongement latéral 117 dont l'extrémité libre 118 contre-coudée est soudée à un feuil- lard 119 qui a une force symétrique du feuillard 108 et qui s'appuie dans la plaquette support 48 et forme, comme le feuil- lard 108, un contact-couteau 120. Au moment du montage du porte- balai 46, le contact-couteau 120 vient basculer dans l'élément du groupe redresseur 60 et réalise une liaison du régulateur 90 avec la borne 72 pour le p8le "plus"de la batterie (battery sensing). La quatrième borne, non visible sur le dessin, du régulateur de tension 90 correspond à la borne de régulation habituellement désignée sous le nom de DF, comme le représente la figure 60 Cette borne est reliée au balai 44 et forme à son extrémité libre, t8le de contact qui vient recouvrir à l'arrière le canal des balais dans le fourreau 45, qui appuie sur le res- sort des balais et qui est soudée au toron 122 des balais. L'autre balai 43 est soudé par l'intermédiaire d'un toron 124, à une t8le de contact 125 formée d'une pièce avec la tôle 97 et qui relie le balai 43 à la broche 94 du régulateur de ten- sion 90. Le montage du régulateur de tension lui-même n'a pas d'importance particulière dans ce cas présent et on ne l'expose donc pas. Le régulateur de tension maintient constante, comme habituellement, la tension de sortie de l'alternateur par une mise en circuit plus ou moins fréquente et plus ou moins longue de l'intensité d'excitation. Pour permettre de pouvoir relier, par exemple par soudure, les bornes 94, 95, 96 du régulateur de tension 90, déjà avant son montage sur les portebalais, avec les pièces de t8le 97, 101, 114 qui forment les contacts fixes, la-plaquette support 48 comporte deux évidements en bordure 126 et 128 qui vont jusqu'aux trous des broches 94, 95, 96 et qui, après montage du régulateur de tension sont fermés par des pièces d'adaptation 130, 132 qui viennent s'y loger. Du fait des contre- coudages des feuillards 108 et 119, les extrémités libres repliées 107, 118 des pièces de tole 101 et 114 sont à une plus grande distance l'une de l'autre que les contacts-couteaux 110 et 120. Ceci présente l'avantage qu'il est possible de river sur la plaquette support 48 le régulateur de tension 90 avant d'intro- duire et de souder les feuillards 108 et 119, sans que ses pièces puissent faire obstacle. Lors du montage du porte-balai 46 dans le carter de l'alternateur, on doit tout d'abord introduire, le porte- balai étant en biais, les balais par l'ouverture de montage 50 du carter, puis on doit basculer le porte-balai pour le mettre dans la position prévue. Dans cette opération, les contacts- couteaux 110 et 120 viennent automatiquement se loger en bas- culant dans les éléments 83 et-85 du groupe redresseur 60. En même temps le grain 100 vient s'appuyer contre la languette élas- tique de l'élément 84, de sorte que l'on réalise automatique- ment toutes les liaisons entre le groupe redresseur et le régu- lateur de tension. Les contacts-couteaux 110 et 120 ne néces- sitent dans le plan de l'ouverture de montage 50 que peu de place, de sorte qu'il est commode de les y loger en plus de la liaison des contacts 100, 84. On peut alors avantageusement utiliser le nombre accru des liaison dans l'objet de la demande de brevet, pour relier le régulateur de tension 90 au redres- seur avec une isolation bipolaire (liaisons 83, 95) et de plus pour analyser un autre signal avec le potentiel "plus" de la batterie (liaisons 85, 96, battery sensing/détection de la charge de la batterie). Le porte-balai de la figure 7 comporte, sur la face extérieure, c8té opposé à l'intérieur du carter de l'alter- nateur, de sa plaquette support 140, un dispositif de bornage pour un régulateur de tension qui se trouve à un autre endroit de l'alternateur. Ce dispositif est constitué de trois contacts- couteaux 142, 144, 146 reliés aux contacts fixes qui se trou- vent de l'autre c8té de la plaquette support 140 et de deux bossages axiaux 148 et 150 venus de forme sur la plaquette support et qui entourent un espace formant connecteur femelle 152 pour un connecteur mâle du câble de raccordement du régula- teur de tension. Pour assurer le connecteur, il est prévu un étrier en fil métallique 154 logé dans les renforts 156 des bossages 148 et 150 et présentant une partie médiane 158 légère- ment cintrée en forme concave, que l'on peut basculer derrière un épaulement du connecteur une fois enfiché. R E V E N D I C A T I O N S ) Porte-balai pour alternateurs de véhicules automobiles, comportant une plaquette support que l'on peut fixer au carter de l'alternateur, qui porte, sur l'une de ses faces, un fourreau avec les balais-frotteurs et des consoles pour des contacts fixes supplémentaires, fourreau que l'on peut faire passer à travers une ouverture de montage du carter, et sur l'autre face de laquelle est fixé un régulateur de tension ou un dispositif de bornage pour un régulateur de tension, régulateur de tension ou dispositif de bornage dont les diffé- rentes bornes passent à travers la plaquette support et sont reliées aux contacts fixes qui, lors du montage de la plaquette support sur le carter de l'alternateur, viennent en contact avec des contre-contacts de repos d'un groupe redresseur disposé dans le carter du générateur, caractérisé en ce qu'au moins un contact fixe (110, 120) est conçu comme contact-couteau se déta- chant, au moins approximativement perpendiculairement, de la plaquette support (48). ) Porte-balai selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le ou les contacts-couteaux (110, 120) courent au moins approximativement parallèlement aux surfaces latérales des balais (43, 44) qui sont à angle droit par rapport à la plaquette support. ) Porte-balai selon l'une des revendications 1 o 2, caractérisé en ce que le contact-couteau est formé d'un feuillard (108) contre-coudé et présentant deux portions lon- gitudinales décalées l'une par rapport à l'autre e109, 110), dont l'une (110) porte les surfaces de contact (112) et l'autre (109) est reliée à une t8le (101) fixée à la plaquette support (48) et elle-méme reliée à l'une des bornes (95) du régulateur de tension (90). ) Porte-balai selon la revendication 3, caracté- risé en ce que la portion d'extrémité (109), côté opposé aux surfaces de contact (112), du feuillard (108) est en plus ancré dans la plaquette support (48). ) Porte-balai avec les mentions descriptives de la revendication 1 et en particulier selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un contact fixe situé sur la plaquette support (48) de préférence un con- tact couteau (110) sert à réaliser la liaison, avec isolement, du régulateur de tension et du potentiel "moins" (D-) du groupe redresseur (60). ) Porte-balai avec les mentions descriptives de la revendication 1 et en particulier selon l'une des revendica-' tions précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un contact fixe du porte-balai (46), de préférence un contact-couteau (120) sert à relier le régulateur de tension (90) à la borne 'plus" de batterie (B+) du-groupe redresseur (60). ) Porte-balai avec les mentions descriptives de la revendication et en particulier selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'entre la plaquette support (48) du régulateur de tension (90) est bridée une t8le de refroidissement (92) qui présente sur le bord plusieurs rabats (93) répartis à la périphérie du régulateur de tension (90) et rabattus à partir de la plaquette de support (48) et en s'en éloignant.