Brevet FR2486323A1 — publié le 19820108

La présente invention se rapporte à un ensemble combiné régulateur et porte-balais pour alternateur,notamment de véhicule automobile,dont l'enroulement d'excitation est alimenté par l'intermédiaire de balais. Il est déjà connu de réunir,sous la forme d'un ensemble unitaire, le porte-balais d'un alternateur et son régulateur de tension, dans le domaine des alternateurs fournissant l'énergie électrique sur les véhicules automobiles, cet ensemble constituant un bloc compact fixé contre l'un des flasques de l'alternateur. Les brevets français NO 1 585 745, NO 1 592 759 et NO 2 431 206 donnent des exemples connus de tels ensembles, et le brevet français NO 2 072 319 fait, de plus, déjà connat- tre un ensemble monobloc qui réunit à la fois le portebalais,le régulateur et les connexions du pont de redressement du courant électrique fourni par l'alternateur. Par ailleurs l'on connait,par le brevet français N0 2 361 007, notamment pour la réalisation d'un pont redresseur d'alternateur de véhicule automobile, un procédé de fabrication dans lequel -une feuille métallique est découpée, de manière à correspondre au circuit électrique à réaliser, mais en laissant des ponts de liaison mécanique entre les parties du circuit; - la feuille métallique découpée est surmoulée dans de la matière plastique,en laissant à nu les zones destinées à former les points de branchement, et en ménageant aussi des évidements au droit de chaque pont de liaison;; -les ponts de liaison sont rompus à travers ces évidements,pour séparer électriquement les diverses parties qui ne doivent pas se trouver en court-circuit,et les composants tels que les diodes sont mis en place aux points de branchement laissés à nu. Les ensembles combinant le régulateur et le portebalais doivent,autant que possible 1 rester peu sensibles aux vibrations; 2. être faciles à monter; et 3. pouvoir être correctement refroidis. D'une manière générale, les solutions actuelles, décrites dans les documents indiqués plus haut,répondent de façon assez satisfaisante au premier point, mais ne répondent qu'imparfaitement aux points 2 et 3. En particulier, le montage des ensembles actuellement connus est assez difficile,compte tenu de ce que le régulateur se loge directement dans la pièce de maintien du porte-balais. L'invention vise à remédier à ces inconvénients, en fournissant un mode de réalisation perfectionné de l'ensemble régulateur et porte-balais,comportant application du procédé rappelé ci-dessus avec référence au brevet français N0 2 361 007. À cet effet, ensemble unitaire régulateur et portebalais objet de l'invention comprend, d'une part, un circuit électrique constitué par une feuille conductrice surmoulée dans un corps isolant constituant à la fois le support des balais et le logement du régulateur, la feuille conductrice étant de laçon connue en soi découpée en laissant des ponts de liaison mécanique et son surmoulage étant réalisé en ménageant,dans la partie isolante en forme de plaque enrobant ladite feuille, des évidements situés au droit de chaque pont,pour permettre la rupture ultérieure de ce pont, et aussi en laissant à nu des zones de la feuille correspondant aux points de connexion électrique avec le régulateur et/ou avec le pont de redressement, et d'autre part, un régulateur réalisé séparement,dont les composants sont contenus dans un boîtier metallique,rempli d'une matière isolante enrobant lesdits composants,le régulateur étant monté dans le logement du corps isolant, ses éléments de connexion venant se placer sur les zones correspondantes laissées à nu de la feuille conductrice, sur lesquelles elles sont fixées. Cet agencement permet surtout un montage plus facile du régulateur, lui-même contenu dans un petit bot- tier simple. Toutes les connexions électriques sont prévues dans le circuit surmoulé,ce qui évite les risques d'erreurs de branchement, diminue le nombre de pièces et, en conséquence,améliore la qualité et la fiabilité du produit fini.Les buts annoncés~ plu8 haut, autres que la facilité de montage, sont également atteints l'enrobage des composants électroniques du régulateur dans une matière isolante, remplissant le boîtier, évite toute sensibilité aux vibrations; le boîtier métallique du régulateur améliore le refroidissement,en particulier grâce à sa face arrière qui reste directement en contact avec l'air de refroidissement de l'alternateur,lors- que le régulateur se trouve en place dans le logement du corps isolant.Pour obtenir un résultat encore amélioré, le boîtier métallique du régulateur comporte de préférence des ailettes de refroidissement, sur sa face arrière. il convient également de monter les composants électroniques nécessitant un refroidissement, tels que les transistors,directement contre la paroi interne du boîtier du régulateur. Avantageusement, le boîtier métallique du régulateur constitue lui-mame une connexion électrique et il comporte, à cet effet,des pattes serties sur des zones correspondantes laissées à nu de la feuille conductrice surmoulée. Les pattes ainsi serties assurent à la fois un maintien mécanique du régulateur dans son logement et une connexion électrique.Le régulateur peut être maintenu en outre par enclipsage dans-son logement du corps isolant. Les connexions électriques extérieures elles-mêmes sont, de la même manière, de préférence serties et/ou soudées directement sur le circuit découpé et surmoulé avec des zones laissées à nu. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au des sn schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de cet ensemble unitaire régulateur et porte-balais pour alternateur; Figure 1 est une vue d'ensemble simplifiée,en coupe passant par l'axe, d'un alternateur d'automobile équipé de l'ensemble régulateur et porte-balais conforme à l'invention; Figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble régulateur et porte-balais complet; Figure 3 est une vue de face de cet ensemble,le régulateur étant supposé retiré de son logement; Figure 4 est une vue en cape suivant 4-4 de figure 3; Figure 5 est une autre vue en coupe,suivant 5-5 de figure 3;; Figure 6 est une vue en coupe à travers le régulateur et une partie du corps isolant et du circuit découpé, auxquels est réuni le régulateur. La figure 1 montre un alternateur d'automobile,avec son stator 1 et son rotor 2 monté sur un arbre 3 qui tourne dans des paliers 4 et 5, cet arbre 3 portant des bagues collectrices 6 et 7, un ventilateur 8 et une poulie 9 permettant son entraînement a partir du moteurspar l'intermédiaire d'une courroie.Du coté opposé au ventilateur 8 et à la poulie 9, le stator 1 de l'alternateur porte un ensemble désigné globalement par 10,faisant plus particulièrement 1'objet de l'invention, qui d'une part supporte les balais Il et 12 coopérant avec les bagues collectrices 6 et 7 pour alimenter les enroulements d'excitation du rotor 29 et qui d'autre part renferme le régulateur de tension 13 de l'alternateur.Le pont de redressement est visible an 14 Gomme le montrent les figures suivantes 2 à 5, l'ensemble 10 comprend un corps en matière isolante,en forme générale de plaque 15 de laquelle font saillie,sur une face, un bloc 16 logeant et guidant les balais 71 et 12 et, sur la face opposée, plusieurs voiles de matière 17, 18 et 19 qui délimitent un logement, de forme géné rale rectangulaire, destiné à recevoir le régulateur 13. La partie isolante en forme de plaque 15 enrobe une feuille métallique découpée 20, dont les contours apparaissent en pointillés sur la figure 3. La feuille métallique 20 est découpée en laissant des ponts de liaison mécanique 21 entre les parties qui seront séparées sur le circuit définitif. Le surmoulage de la feuille métallique 20 est réalisé en ménageant, dans la plaque isolante 15, des évidements 22 situés au droit de chaque pont 21. Ce surmoulage laisse aussi à nu des zones 23 de la feuille métallique 20éventuellement perforées à l'avance, et destinées à former les points de connexion avec le circuit du régulateur 13, et/ou avec le pont de redressement 14. La liaison avec ce pont de redressement 14 peut aussi être réalisée,comme le montre le dessin, par des fils 24 préalablement sertis ou soudés sur la feuille métallique 20.Cette feuille métallique 20 comporte en outre des languettes 25 et 26 pliées à angle droit et dépassant à l'extérieur de la plaque isolante 15; ainsi les deux languettes 25 s'étendent au-dessus du bloc porte-balais 16 et sont reliées électriquement aux deux balais Il et 12, tandis que deux autres languettes 26 sont reliées aux circuits extérieurs,tels que le"plus" de la clé de contact et la lampe de signalisation de défaut. Après l'opération de surmoulage, les ponts de liaison 21 sont rompus,par exemple par poinçonnage,à travers les évidements 22,suivant le procédé du brevet français NO 2 361 007 déjà mentionné plus haut. Le régulateur 13, visible sur les figures 2 et 6, est réalisé-séparément, dans un boîtier métallique 27 qui contient les différents composants, enrobés dans une matière isolante 28. La face arrière du boîtier 27 comporte une série d'ailettes parallèles 29 augmentant la surface d'échange thermique pour le refroidissement.Les faces latérales du boîtier 27 viennent s'engager sans jeu, lors du montage du régulateur 13 dans son logement du corps isolant, entre les différents voiles de matière 17, 18 et 19 de ce corps,avec un enclipsage éventuel sur ces voiles en matière plastique. Sur les faces latérales du boitier métallique 27 sont prévues des pattes 30 qui viennent en correspondance avec des zones laissées à nu 23 de la feuille métallique 20. Un sertissage 31 de ces pattes 30 assure à la fois le maintien du régulateur 13 dans son logement,et une connexion électrique entre le boîtier 27et une partie de la feuille 20.Les connexions internes du régulateur 13, telles que celles indiquées par 32 sur la figure 6,viennent également se mettre en place sur des zones laissées à nu 23 de la feuille métallique 20,où elles sont soudées il est bien entendu que l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de cet ensemble régulateur et porte-balais qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple;elle en embrasse, au contraire,toutes les variantes conçues selon le mAme principe,quelles qu'en soient les dispositions de détail ou les adaptations en vue d'applications particulières. C'est ainsi, notamment, que le meme corps isolant pourrait être surmoulé aussi sur les connexions du pont redresseur 14 pour obtenir un ensemble réunissant le porte-balais, le régulateur et les connexions du pont redresseur, le circuit électrique et le régulateur étant toujours réalisés et montés comme décrit précédemment. - REVENDICATIONS - 1.- Ensemble unitaire régulateur et porte-balais pour alternateur,notamment de véhicule automobile,dont l'enroulement d'excitation est alimenté par l'intermédiaire de balais, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part, un circuit électrique constitué par une feuille conductrice (20) surmoulée dans un corps isolant (15 à 19) constituant à la fois le support des balais (11,12) et le logement du régulateur (13), la feuille conductrice (20) étant de façon connue en soi découpée en laissant des ponts de liaison mécanique (21) et son surmoulage étant réalisé en ménageant,dans la partie isolante en forme de plaque (15) enrobant ladite feuille (20),des évidements (22) situés au droit de chaque pont (2pour permettre la rupture ultérieure de ce pont,et aussi en laissant à nu des zones (23) de la feuille (20) correspondant aux points de connexion électrique avec le régulateur (13) et/ou avec le pont de redressement (14), et d'autre part,un régulateur (13) réalisé séparément,dont les composants sont contenus dans un boîtier métallique (27),rempli d'une matière isolante (28) enrobant lesdits composants,le régulateur (13) étant monté dans le logement du corps isolant (15 à 19), ses éléments de connexion (30,32) venant se placer sur les zones correspondantes laissées à nu (23) de la feuille conductrice (20),sur lesquelles elles sont fixées. 2. - Ensemble unitaire régulateur et porte-balais selon la revendication 1,caractérisé en ce que la feuille conductrice (20) surmoulée comporte des languettes pliées (25,26) dépassant à l'extérieur de la partie isolante en forme de plaque (15) qui l'enrobe,ces languettes (25,26) étant reliées électriquement aux balais (11,12) ainsi qu'aux circuits extérieurs. 3.- Ensemble unitaire régulateur et porte-balais selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que le boîtier métallique (27) du régulateur (13) constitue lui-m8me une connexion électrique et comporte, à cet effet, des pattes (30) serties sur des zones correspondantes laissées à nu (23) de la feuille conductrice (20) surmoulée. 4.~Ensemble unitaire régulateur et porte-balais selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérise en ce que le régulateur(13) est maintenu en outre par enclipsage dalis son logement du corps isolant (15 à 19). 5.- Ensemble unitaire régulateur et porte-balais selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier métallique (27) du régulateur (13) comporte des ailettes de refroidissement(29), sur sa face arrière. 6.- Ensemble unitaire régulateur et porte-balais selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,caraçtéri- sé en ce qu'il réunit également les connexions du pont redresseur (14).