Brevet FR2497018A1 — publié le 19820625

La présente invention concerne un montage antivibratoire pour machine électrique tournante, ce montage étant applicable plus particulièrement aux alternateurs équipant les véhciules automobiles, alternateurs qui de manière bien connue sont entraînés à partir du moteur, par 11 intermédiaire d'une courroie,et fournissent l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement des téhicu- les. Dans tous les alternateurs usuels de véhicules automobiles, l'arbre supporte directement le rotor monté à force, ainsi que la poulie d'entratnement par la courroie précitée et le ventilateur de refroidissement,qui sont montés à une extrémité de l'arbre. Ce dernier est monté tournant dans les deux flasques d'extrémité du stator,pourvus de paliers lisses ou à roulements. Le rotor de ce genre de machine tournante est le siège de sollicitations électro-magnétiques, générées par le passage de ses propres pales devant ceux du stator, et se traduisant par des effets mécanique6 sous la forme de vibrations et de bruits. Ces vibrations se transmettent, par l'arbre de l'alternateur, aux flasques, au ventilateur et à la poulie d'entratnement. Le ventilateur amplifie les vibrations en question,ce qui aboutit souvent à des émissions de bruit, et les flasques ont aussi tendance à rayonner le bruit. En outre, la transmission desdites vibrations au travers des paliers, vers les flasques, tend à réduire la durée de vie deces paliers. Diverses solutions connues ont déåà cherché à éviter la transmission des vibrations au ventilateur, en dotant ce dernier d'un montage élastique sur l'arbre,ou encore d'un revêtement amortisseur. En ce qui concerne des montages élastiques de ventilateurs, il peut être fait référence aux demandes de brevets français N 2 416 583 et 2 435 618 (ROBERT BOSCH G.M.B.H.),ainsi qu'à la demande de-brevet français N 80 15 026 du 2 Juillet 1980 au nom de la Demanderesse Toutefois ,ces dispositions n'empchent pas les vibrations des paliers et des flasques du stator. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, en fournissant une solution différente,permettant d'arrêter les vibrations plus près de leur source, de telle manière que celles-ci ne puissent être transmises ni au ventilateur, ni aux paliers et aux flasques, pour toutes les vitesses de rotation normalement atteintes. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un montage pour rotor de machine électrique tournante, notamment d'alternateur de véhicule automobile, avec des moyens réalisant une liaison,axiale et en rota tion ,amortie,entre le rotor et l'axe de la machine. Ainsi, l'invention évite toute transmission de vibrayions entre le rotor et l'arbre, en prévoyant des moyens d'amortissement entre ces éléments, contrairement aux conceptions classiques, selon lesquelles le rotor est rigidement fixé sur l'arbre. Suivant une première forme de réalisation de l'invention, les moyens de liaison amortie sont constitués par au moins deux bagues élastiques, montées et comprimées entre le rotor et l'arbre, un jeu radial étant ménagé entre le rotor et l'arbre. L'existence de ce jeu,faisant que le rotor et l'arbre sont liés uniquement par des bagues élastiques,notamment en matière plastique ou en polymère, évite toute transmission des vibrations du rotor à l'arbre et,par ce dernier, aux flasques et au ventilateur; en modifiant soit la matière,soit les formes desdites bagues élastiques, il est possible de faire varier les caractéristiques d'amortissement du rotor par rapport à l'arbre. Selon un mode d'exécution particulier, cette "suspension" du rotor sur l'arbre est assurée par deux bagues élastiques, montées d'une part dans des évidements ménagés aux extrémités du rotor, et d'autre part dans des gorges annulaires de l'arbre, ces deux bagues élastiques étant emprisonnées par l'adjonction d'organes d'arrêt annulaires, sertis dans le rotor. Suivant une seconde forne de réalisation de l'invention, les moyens de liaison amortie sont constitués par une matière élastique amortissante ayant une conformation générale de manchon,comprise entre le rotor et l'arbre,ot présente sur toute la longueur du rotor.Cette matière amortissante,notamment élastomère, resplit tout l'espace situé entre le rotor et l'arbre; elle peut autre mise en place par surmoulage dans le rotor, et pourvue éventuellement d'évidements qui augmentent son pouvoir d' amortissement. Etant donné qge le rotor d'un alternateur est,très souvent, alimenté à partir de bagues collectrices montées sur un support qui tourne avec le rotor,il peut strie pr*- vu que ce support est monté sur l'arbre de manière non suspendue,auquel cas, pour absorber les débattements du rotor qui lui est monté de manière suspendue selon le principe de la présente invention, une liaison d'une certaine souplesse est réalisée entre le support des bagues collectrices et le rotor. Cette solution entrains un certain travail des connexions entre bagues conductrices et rotor, sous l'effet des vibrations.Une autre solution, évitant ce dernier inconvénient, consiste à monter aussi le support des bagues collectrices de manière suspendue sur l'arbre, et à le lier rigidement au rotor. Dans le cas où le rotor est maintenu sur l'arbre par deux bagues élastiques, suivant un mode d'exécution particulier défini plus haut, il suffit alors de prévoir que le support des bagues conductrices, rigidement lié au rotor, est monté sur l'arbre par l'intermédiaire d'une troisième bague élastique, un Jeu radial étant aussi ménagé entre ledit support et l'arbre. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, quelques formes d'exécution de ce mon- tage antivibratoire pour rotor de machine électrique tournante:: Ligure 1 est une vue en coupe,passant par l'axe,d'un alternateur de véhicule automobile dont le rotor est monté sur l'arbre de manière amortie par l'intermédiaire de deux bagues élastiques,les bagues collectrices n'étant pas suspendues par rapport à l'arbre; Figure 2 est une vue en coupe similaire à figure 1, illustrant une variante dans laquelle l'ensemble rotorbagues collectrices est monté sur l'arbre de manière amor- tie,par l'intermédiaire de trois bagues élastiques; Figure 3 est une vue en coupe,passant par l'axe,d'un alternateur de véhicule automobile,dont le rotor est mon- té sur l'arbre de manière amortie par l'intermédiaire d'un manchon en élastomère;; Figure 4 est une seetion dudit manchon, suivant 4-4 de figure 3. Les figures I à 3 montrent toutes un alternateur d'automobile,avec son stator I et son rotor 2 qui est woxF té sur un arbre 3 tournant dans des paliers 4 et 5 supportés par des flasques 28 et 29. Une extrémité de l'arbre 3 sort de l'alternateur et portesdsune part,la poulie 6 permettant l'entratnement de cet alternateur à partir du moteur par l'intermédiaire d'une courroie,et d'autre part,le ventilateur É? autour de l'arbre 3 est encore monté le support 8 des deux bagues collectrices 9, lesquelles coopèrent avec des balais 10 pour alimen- ter l'enroulement Il entourant le noyau central 12 du rotor 2. Dans les formes de réalisation des figures I et 2 ,deux bagues élastiques 13,de forme torique à l'état non comprisé,assurent la liaison axiale et en rotation entre le noyau 12 du rotor 2 et l'arbre 3.Chaque bague élastique 13 est montée dans un évidement tronconique, ménagé à une extrémité du rotor, et dans une gorge annulaire 14 de l'arbre 3;elle se trouve en outre emprison- née par un organe d'arr8t annulaire,tel qu'une rondelle 15 sertie dans le rotor 3. Un Jeu radial 16 est ménagé entre, d'une part, la partie du rotor 2 s'étendant entre les deux bagues élastiques 13 et, d'autre part,la partie de l'arbre 3 s1 étendant entre les deux gorges annulaires 14. Dans le cas de la figure 1, le support 8 des bagues collectrices 2 est monté, sans Jeu ni amortissement, sur des parties cannelées 17 de l'arbre 3. Une liaison 18 d'une certaine souplesse est prévue, entre le support 8 et le rotor 2,pour absorber les écarts de position angulaires ou radiaux résultant du montage suspendu du rotor 2 sur l'arbre 3. Dans le cas de la figure 2, le support 8 des bagues collectrices 9 est monté rigidement sur un manchon 19,dont une extrémité forme une collerette 20 sertie dans le rotor 3 et assurant 11 emprisonnement de l'une des deux bagues élastiques 73. L'extrémité du manchon 19 opposée à sa collerette 20 est liée à l'arbre 3 par l'intermédiaire d'une troisième bague élastique 21 et un jeu radial 22 est ménagé entre le manchon 19 et l'arbre 3. La figure 3 représente une autre forme de réalisa tion de l'invention, dans laquelle le rotor 2 est lié à l'arbre 3, axialement et en rotation, par l'intermédiaire d'un manchon 23,par exemple en élastomère de polyuréthane. Le manchon 23 s'étend sur toute la longueur du rotor 2. Il comporte une partie intermédiaire 24 de forme extérieure cylindrique, et deux parties terminales 25 de forme extérieure tronconique,correspondant à des évasements 26 de l'alésage central du rotor 2. Le manchon en élastomère 23 peut être soit sur moWj dans le rotor 2, soit moulé séparément et ensuite emmanché dans le rotor 2.Le support 8 des bagues collectrices 9 est ici monté directement sur l'arbre 3, et lié de manière souple au rotor 2 comme dans le cas de la figure 1; il va de soi que l'on pourrait s'ainsi pirer aussi du cas de la figure 2 et par conséquent réaliser un montage suspendu de ce support 8,par l'intermédiaire d'un prolongement du manchon en élastomère 23 ou d'un autre manchon du même genre. Cotise 18 montre enfin la figure 4, le manchon en élastomère 23 peut être pourvu d'évidements,par exemple sous la forme de petits trous ou de rainures longitudinales 27 débouchant dans son passage central,pour augmenter son pouvoir d'amortissement. Dans toutes les formes d'exécution précédemment décrites, les moyens tels que bagues élastiques 13 ou manchon 23 assurent une liaison amortie entre le rotor 2 et l'arbre 3, évitant ainsi toute transmission des vibrations par ledit arbre 3 aux paliers 4 et 5, aux flasques 28 et 29 de maintien du stator 1, et au ventilateur 7. Il est bien entendu que l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce montage antivibratoire por rotor qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application relevant du même principe. C'est ainsi,notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en modifiant le profil ou la matière des bagues élastiques 13 et/ou 21,ou du manchon 23, ou bien en appliquant le même principe de montage à des rotors d'autres types de machines électriques tournantes, génératrices ou motrices,avec collecteur d'un type quelconque ou même sans collecteur. - REVENDICATIONS~ 7,- Montage pour rotor de machine électrique tournante, notamment d'alternateur de véhicule automobile, caractérisé on ce que des moyens (13,21,23) sont prévus pour réaliser une liaison, axiale et en rotation, amortie, entre le rotor (2) et l'arbre (3) de la machine. 2.- Montage pour rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison amortie sont constitués par au moins deux bagues élastiques(13), montées et comprimées entre le rotor (2) et l'arbre (3), un Jeu radial (16) étant ménagé entre le rotor (2) et l'arbre (3). 3.- Montage pour rotor selon la revendication 2, caractisé en ce gue la liaison axiale et en rotation entre le rotor (2) et l'arbre (3) est assurée par deux bagues élastiques (13),montées d'une part dans des Evi- dements ménagés aux extrémités du rotor (2),et d'autre part dans des gorges annulaires (14) de l'arbre (3),ces deux bagues élastiques (13) étant emprisonnées par l'adjonction d'organes d'arrêt annulaires (15,20),sertis dans le rotor (2). 4.-Montage pour rotor selon la revendication 1, caraotérisé en ce que lesdits moyens de liaison amortie sont constitués par une natière amortissante ayant une conformation générale de manchon(23),comprise entre le rotor (2) et l'arbre(5),et présente sensiblement sur toute la longueur du rotor (2). 5.- Montage pour rotor selon la revendication 4, caractérisé en ce que le manchon (23) en matière amortissante comporte une partie intermédiaire (24) de forme extérieure cylindrique,et deux parties terninales (25) de forme extérieure tronconique,correspondant à des évasements (26) du rotor (2). 6.- Montage pour rotor selon la revendication 5, caractérisé en ce que la matière amortissante en forme de manchon (23) est surmoulée dans le rotor (2). 7. Montage pour rotor selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le manchon (23) en matière amortissante est pourvu d'évidements (27), augmentant son pouvoir d'amortissement. 8.- Montage pour rotor à bagues collectrices selon ltune quelconque des revendications i a 7,caractérisé en ce que le support(8) des bagues collectrices (9) est monté sur l'arbre (3) de manière non suspendue, une liaison (18) d'une certaine souplesse étant réalisée entre ledit support (8) et le rotor (2). 9.- Montage pour rotor à bagues collectrices selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, caractérisé en ce que le support (8) des bagues collectrices (9) est monté sur l'arbre (3) de manière suspendue, et rigidevent li au rotor (2). 10.- Montage pour rotor à bagues collectrices selon ltensemble des revendications 2 et 9, caractérisé en ce que le support (8) des bagues collectrices (9) est monté sur 11 arbre (3) par l'intermédiaire d'une troisième bague élastique (21), un jeu radial (22) étant ménagé entre ledit support (8) et l'arbre (3). 11.-Montage pour rotor à bagues collectrices selon 11 ensemble des revendications 3 et 10,caractérisé en ce que le support (8) des bagues collectrices (9) est monté rigidement sur un manchon (19)dont une extrémité forme une collerette (20) sertie dans le rotor (3) et assurant l'emprisonnement de l'une des bagues élastiques principales (13),tandis que son autre extrémité est liée à l'arbre (3) par l'intermédiaire de la troisième bague élastique (21).