Brevet FR2512601A1 — publié le 19830311

- " Générateur de courant alternatif avec des redresseurs refroidis par l'air" L'invention concerne un générateur à courant alternatif, notanmment sous la forme d'alternateur d'éclai- rage à courant triphasé pour l'alimentation du réseau de bord d'un véhicule automobile, avec un ensemble redresseur constitué de plusieurs redresseurs placés sur au moins un corps de refroidissement en forme de coupelle, dans un bo tier de machines parcouru longitudinalement par de l'air de refroidissement, bo tier comportant, sur sa face frontale voisine,, des redresseurs, plusieurs ouvertures pour l'air de refroidissement, le corps de refroidissement s'étendant transversalement par rapport à l'axe du généra- teur comportant des parties de bordure s'écartant en forme de collerette grâce auxquelles l'air de refroidissement est canalisé à travers une fente annulaire ménagée en face de la paroi interne du boltier. Par le document DE-PS 16 13 040, on connait dé- jà un ensemble redresseur pour un générateur à courant al- ternatif, notamment pour un alternateur d'éclairage en cou- rant triphasé, dans lequel plusieurs redresseurs sont placés sur deux corps de refroidissement en forme de coupelle, qui s'étendent transversalement par rapport à l'axe du généra- teur et qui comportent des parties de bordure s'écartant en forme de coupelle, qui dévient l'air de refroidissement vers l'extérieur contre la paroi interne du boîtier de la 2512601 ' 2.- machine de façon que dans la fente annlaire subsistant contre la paroi interne du bottier, il y ait une vitesse élevée de l'air de refroidisse-ent casais 8 e à cet em- placement essentiellement de façon laminaire. L'invention a pour but d'obtenir sur le ou sur les corps de refroidissement, un abaissement de température grâce à une transmission de chaleur améliorée vers l'air de refroidissement. Il est prévu à cet effet, conformément à l'invention, que dans la zone de la fente annulaire, sur la partie de bordure et/ou sur la paroi interne du boitier, soient prévues des protubérances augmentant la turbulence du courant d'air de refroidissement. Des points de perturbation dans la zone du courant d'air de refroidissement engendrent un écoulement turbulent, pour lequel la transmission de chaleur est no- tablement meilleure que dans le cas d'un écoulement lami- naire. Par l'intermédiaire des dispositions prises selon d'autres caractéristiques de l'invention, sur les corps de refroidissement et sur la paroi interne du bottier, il est possible d'accroître la turbulence par une réalisa- tion appropriée du flasque de palier du bottier de la ma- chine. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à des exemples de réalisation représentés sur les dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 représente en coupe axiale un alternateur d'éclairage à courant triphasé équipé de re- dresseurs et destiné à un véhicule automobile, les figures 2 à 10 représentent à échelle agrandie en demi-coupe axiale des corps de refroidisse- ment ou bien de la paroi du bottier ainsi qu'en vue de dessus radiale, différents exemples de réalisation pour des déformations vers l'extérieur agissant commne points 3.- de perturbation sur les corps de refroidissement des re- dresseurs. La machine d'éclairage selon la figure 1, comporte un boîtier de machine 10 composé d'un flasque de bo tier 11 côté entraînement et d'un flasque de bo - tier 12 côté bague de friction Sur le flasque de bo - tier Il côté entraînement, est formé un bras de maintien et/ou un bras pivotant 13 Un paquet de tôles de stator est bridé entre les flasques de palier 11 et 12 par des vis 14 traversantes vissées dans le flasque de pa- lier 12 Dans les deux flasques de palier 11 et 12 se trouvent des paliers à billes 16 et 17 pour l'arbre de machine 18 faisant saillie hors du flasque de palier 11 côté entraînement, cet arbre 18 portant un induit à griffes polaires 20 comportant quatre paires de p 8 les avec un enroulement d'excitation 21 en courant continu. Le courant d'excitation est amené à l'enroulement d'exci- tation 21 par l'intermédiaire de bagues de friction 22 et 23 tournant avec l'arbre 18 Le champ magnétique obte- nu à partir de ce courant d'excitation traverse le sta- tor 15 et trois enroulements de courant triphasé 24 uni- formément répartis sur sa périphérie dont les extrémités d'enroulement sont respectivement reliées avec l'une des trois diodes négatives 25 acheminant le courant principal de la machine d'éclairage et trois diodes positives 26 ainsi que trois diodes de courant d'excitation 27 Toutes les trois diodes de courant d'excitation 27 sont reliées de façon électriquement conductrice par l'intermédiaire d'un balai de carbone, non représenté, avec la bague de friction 23, et sont placées sur une plaque porteuse 28 en matière isolante, sur laquelle sont placées des voies conductrices non représentées, grâce auxquelles les dio- des positives 26 sont reliées entre elles, grâce auxquelles les diodes négatives 25 sont également reliées entre el- les, mais en étant isolées électriquement par rapport aux 4 - diodes positives 26. Les diodes négatives 25 sont pressées ou sou- dées de façon électriquement conductrice sur un corps de refroidissement 30 en forme de coupelle, sur lequel sont également fixées les diodes positives 26 mais en étant iso- lées Le corps de refroidissement en forme de coupelle 30 s'étend transversalement par rapport à l'axe 31 de la machine et comporte une partie de bordure 32 rabattue con- tre les enroulements de stator 24 A partir de ce bord rabattu, l'air frais 33 pénétrant dans le flasque de pa- lier 12 côté bague de friction par des orifices d'air frais 34, est orienté contre la paroi interne du bottier 10 de la machine, auquel cas l'air de refroidissement traverse à grande vitesse la fente annulaire subsistant entre le bord 32 du corps de refroidissement 30 et la paroi interne. Pour améliorer l'échange de température avec l'air de re- froidissement 33, il est prévu dans la zone de la fente annulaire 36 subsistant entre la paroi interne 35 du bot- tier et la paroi 32 du corps de refroidissement 30, des protubérances sur le bord 32 et/ou la paroi interne du bottier 35, protubérances grâce auxquelles la turbulence du courant d'air de refroidissement est augmentée. Des exemples de réalisation de ces protubéran- ces sont représentés sur les figures 2 à 10 en détail et à échelle agrandie. La tôle de refroidissement 40 en forme de cou- pelle selon la figure 2, dans laquelle les trois diodes négatives 25 sont pressées ou soudées de façon électrique- ment-conductrice, comporte sur sa partie de bordure 32 plusieurs saillies 41 embouties vers l'extérieur, rondes ou bien angulaires, contre lesquelles l'air de refroidis- sement 33 est dévié pour former de nombreux tourbillons 43, et se trouvent en conséquence dans une meilleure si- tuation pour prélever davantage de chaleur dans la fente annulaire 36. 5.- Dans le cas de l'exemple de réalisation selon les figures 4 et 5, les empreintes 42 dirigées vers l'ex- térieur sont en forme d'écaille, une fenêtre étroite 44 avec une languette 45 pressée vers l'intérieur étant ména- gée dans la zone de l'orifice d'entrée d'air 34, cette fe- nêtre guidant aussi l'air de refroidissement contre la fa- ce interne de la partie de bordure 32 de la tôle de refroi- dissement 40. Dans le cas de la forme de réalisation selon les figures 6 et 7, la partie de bordure 32 de la tôle de refroidissement 40 est munie par allongement et pliage, d'une surface formant de nombreuses ondulations 46, comme la vue en perspective de la figure 7 le laisse clairement voir Ici également, sont prévues des fenêtres individuel- les se situant dans la zone de transition vers la bordure 32. Dans le cas de la forme de réalisation selon les figures 8 et 9, la tôle de refroidissement 40 comporte le long de la périphérie et sur la hauteur de la zone de bordure 32, des pattes 47 estampées, dirigées vers l'exté- rieur et différemment réparties, qui, de la même façon que dans les formes de réalisation précédemment décrites, par suite de leurs intervalles variables par rapport à la pa- roi interne du bottier 10, provoquent des vitesses d'écou- lement différentes et améliorent l'échange de chaleuro Enfin, une autre forme de réalisation est re- présentée sur la figure 10, dans laquelle des gradins 48 engendrant des tourbillons sont obtenus par tournage contre la paroi interne du flasque de palier 12 côté collecteur, ces gradins étant séparés les uns des autres en direction de l'écoulement par des arêtes aig Ues 49. Une disposition particulièrement efficace ré- sulte de la combinaison des gradins de tourbillonnement 48 représentés sur la figure 10, contre le flasque de palier 12 et des em Dreintes 41, 42 et 47 selon les figures 2 à 5 et 8 à 9, ainsi que de La surface de bordure agrandie 52 selon les figures 6 et 7. 6.- R E V E NT D I C A T I O: S 1 Générateur à courant alternatif, notamment sous la forme d'alternateur d'éclairage à courant iri Dhasg pour l'alimentation du réseau de bord d'un véhicule auto- mobile, avec un ensemble redresseur constitué de plusieurs redresseurs placés sur au moins un corps de refroidissement ( 30, 40) en forme de coupelle, dans un boitier de machines ( 10, 11, 12) parcouru longitudinalement par de l'air de re- froidissement ( 33), bottier comportant sur sa face frontale voisine des redresseurs ( 25, 26) plusieurs ouvertures ( 34) pour l'air de refroidissement, le corps de refroidissement s'étendant transversalement par rapport à l'axe du généra- teur comportant des parties de bordure s'écartant en forme de collerette grâce auxquelles l'air de refroidissement est canalisé à travers une fente annulaire ménagée en face de la paroi interne du boîtier, générateur caractérisé en ce que dans la zone de la fente annulaire ( 36) il est prévu sur la partie de bordure et/ou sur la paroi interne du boltier, des protubérances ( 41, 42, 46, 47) augmentant la turbulence du courant d'air de refroidissement. 2. Générateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que dans la zone de la fente annulaire ( 36) subsistant entre la paroi interne ( 35) du boîtier ( 10) et le bord replié ( 32) du corps de refroidissement ( 30, 40) il est prévu plusieurs saillies rondes ou angulaires ( 41) embouties vers l'extérieur. 3. Générateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que sur le bord replié de la tôle de re- froidissement ( 30, 40) il est prévu des empreintes en for- ne d'écailles ( 42) dirigées vers l'extérieur. 4. Générateur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que, en bordure ( 32) de la tôle de refroi- dissement ( 30, 40) il est prévu sur la face externe des ondulations ( 46) obtenues par allongement et/ou par pliage. 5 Générateur selon la revendication 1, ca- 7 - ractérisé en ce que la tôle de refroidissement ( 30, 40) comporte le long de la périphérie et sur la hauteur de son bord ( 32) des pattes estampées ( 47) dirigées vers l'extérieur et différemment réparties. 6 Générateur selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au voisinage de la zone de transition entre la surface de la tôle de re- froidissement ( 30, 40) perpendiculaire à l'axe du généra- teur et le bord recourbé ( 32), il est prévu plusieurs ajours ( 44) à travers lesquels l'air de refroidissement ( 33) est canalisé contre la face interne du bord de la tôle de refroidissement ( 32). 7. Générateur selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 6, caractérisé en ce que sur la paroi interne du boltier de machine ( 10, 12) il est prévu au moins un gradin ( 48) engendrant un tourbillon. 8. Générateur selon la revendication 7, ca- ractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs gradins ( 48) disposés les uns derrière les autres dans la direction d'écoulement de l'air de refroidissement, ces gradins étant séparés les uns des autres par des arêtes aigues, ( 49).