Brevet FR2561833A1 — publié le 19850927

1.- "Générateur de courant alternatif, notamment de courant tri- phasé, pour véhicules". L'invention concerne un générateur de courant alternatif, notamment de courant triphasé pour véhicules, avec, côté entraînement, un flasque de palier et un stator fixé sur celui-ci, avec un rotor comportant une roue polaire et un en- roulement d'excitation, rotor dont l'arbre comporte au moins une bague collectrice pour le courant d'excitation, et est monté dans un second flasque de palier réalisé en matière isolante. Dans le cas des générateurs de courant triphasé construits en grande série pour des véhicules automobiles, l'ar- bre du rotor est monté à l'extrémité de son arbre côté entraine- ment dans un flasque de palier, hors duquel fait saillie l'ex- trémité libre de son arbre sur laquelle il porte une poulie d'entraînement, notamment une poulie à courroie trapézoïdale. L'autre extrémité de l'arbre tourne dans un palier à billes logé dans un second flasque de palier. Pour simplifier la cons- truction du générateur, il a déjà été proposé de réaliser ce second flasque de palier en matière isolante et de le munir de canalisations de liaison enrobées. L 'invention a pour but de simplifier encore la construction et la sécurité de fonctionnement d'un générateur de ce type équipé de la façon proposée d'un flasque de palier moulé par injection par pressage en matière isolante. A cet effet, l'invention prévoit que sur la face interne du flasque de palier en matière isolante, est moulé un 2.- support de balais orienté radialement et qu'il est prévu dans le prolongement axial du support de balais une encoche ouverte sur la face périphérique du flasque de palier, permettant l'ac- cès aux balais. Grâce à l'encoche radiale prévue conformément à l'invention, il est possible d'extraire les balais de leur guidage lorsqu'ils sont usés à la fin de leur temps de fonction- nement, sans qu'il soit nécessaire d'enlever du stator le flas- que de palier en matière isolante et en outre, de le démonter. Selon une autre réalisation de l'invention, il peut être avantageusement prévu au voisinage de l'encoche, une surface de fixation, placée transversalement par rapport à l'ar- bre du rotor et sur la face externe du flasque de palier, pour un régulateur dont les raccordements pénètrent dans l'encoche. Avantageusement, le régulateur peut être pré-monté avec un ba- lai, de sorte qu'une barre de liaison pour un balai soit dis- posée sur la face inférieure du régulateur tournée vers l'enco- che, et soit en liaison avec le balai par l'intermédiaire d'un ressort hélicoïdal. D'autres réalisations de l'invention résultent des autres caractéristiques de celle-ci en liaison avec l'exem- ple de réalisation décrit ci-après et représenté sur les des- - sins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 représente en coupe longitudinale axiale, un générateur à courant triphasé prévu pour être mis en oeuvre sur des véhicules automobiles, - la figure 2 représente ce même générateur en vue axiale sur la face externe de son flasque de palier côté ba- gue collectrice, le capot de recouvrement étant enlevé. - - la figure 3 est une coupe partielle selon la ligne III-III de la figure 2, la figure 4 est un schéma de branchement sim- plifié du générateur, - les figures 5 et 6 représentent le régulateur du générateur en liaison avec ses balais, 3.- - la figure 7 représente la plaque de support commune des balais. Le générateur de courant triphasé représenté sur les dessins comporte les parties principales suivantes: Côté entraînement, un flasque de palier 1 réalisé en fonderie d'aluminium, un stator annulaire 2 fixé sur ce flas- que de palier et constitué de lamelles de tale empilées les unes sur les autres et des enroulements de courant triphasé insérés dans les rainures radiales, non représentées, de ce stator, un rotor à griffes polaires 4 sur un arbre de rotor 5 qui fait saillie par une extrémité 6 hors du flasque de palier 1, o cet arbre est monté dans un premier palier à billes 7 et porte une poulie d'entraînement, non représentée, ainsi qu'avec un second flasque de palier 8 moulé par injection en matière isolante avec incorporation de fibres de verre, et destiné à recevoir un se- cond palier à billes 9 et deux bagues collectrices 10 et 11 dis- posées axialement l'une près de l'autre entre le second palier à billes et la roue polaire du rotor. Comme le montre le schéma de branchement repré- senté sur la figure 4, les trois enroulements de phases 12, 13 et 14 de l'enroulement de courant triphasé indiqué sur les fi- gures 1 à 3, sont branchés en étoile et raccordés respective- ment à leurs extrémités désignées par UVW au point de jonction de trois paires de redresseurs de courant de charge. Chacune - des paires de redresseurs est constituée d'un redresseur posi- tif 15 et d'un redresseur négatif 16. Les redresseurs positifs sont reliés à une borne de sortie commune B+ susceptible d'être raccordée au pôle positif d'une batterie de démarrage, non repré- sentée, tandis que les redresseurs négatifs 16 sont reliés à une borne commune négative B- susceptible d'être reliée à la masse du véhicule. A chacun des enroulements de phases 12, 13 et 14, est raccordée l'une de trois diodes excitatrices 17 qui sont raccordées à une borne de contrôle commune D+ et qui ser- vent à alimenter l'enroulement d'excitation, indiqué en 18 sur la figure 4, du rotor 4 à griffes polaires. 4.- La roue polaire dont fait partie l'enroulement d'excitation 18 est constituée d'un noyau polaire monté sur l'ar- bre 5 du rotor et qui porte l'enroulement d'excitation 18 et de deux disques polaires 21 et 22 pressés contre les faces fron- tales du noyau polaire. Lorsque l'enroulement d'excitation 18 est parcouru, lors du fonctionnement du générateur, par un cou- rant d'excitation délivré par la diode d'excitation 17, les deux disques polaires sont magnétisés en sens inverse l'un par rapport à l'autre, un p8le nord N se formant alors par exemple sur le disque polaire 21 et un pôle sud S sur le disque polaire 22. Sur le bord de chacun des deux disques polaires sont décou- pées six griffes polaires 23 ou 24 s'écartant tout d'abord radia- lement et qui ensuite sont courbées à 90 en s'étendant à l'état monté parallèlement à l'arbre 5 du rotor et qui constituent alors à l'état monté, dans lequel elles pénètrent l'une dans l'autre en forme de doigts, une succession alternée en direction périphé- rique de p8les nord et sud. Le courant d'excitation est amené à l'enroulement d'excitation 18 par l'intermédiaire d'un conducteur 26, qui est relié à la bague collectrice 10 et par l'intermédiaire de celle- ci d'un balai 27 glissant sur cette bague collectrice 10, est relié à la borne D+ se trouvant à un potentiel au moins approxi- mativement le même que celui de la borne positive D+ du généra- teur. L'évacuation du courant d'excitation s'effectue par l'in- termédiaire de la seconde bague collectrice 11, d'un second ba- lai 28 glissant sur cette bague et, par l'intermédiaire du ré- gulateur 25, à la borne D- et à la borne B- de sortie du géné- rateur. Pour obtenir une construction aussi compacte que possible, et pour avoir à relier entre elles, lors du montage, le plus petit nombre possible de pièces constitutives indivi- duellest tout en obtenant une résistance élevée aux secousses, un support de balais 30 servant au guidage des deux balais 27 et 28 est formé d'une seule pièce sur le flasque de palier 8 moulé par injection en matière isolante, ce support de balais 5.- s'étendant sur la face interne du flasque de palier 8 en direc- tion radiale et étant d'une seule pièce avec un moyeu central 31. Ce moyeu central 31, dans lequel est logé le palier à bil- les 9 côté bague collectrice, s'étend en direction axiale jus- qu'à un capot d'étanchement en labyrinthe relié à la roue polai- re 4, de sorte que les deux bagues collectrices sont enfermées dans ce moyeu en étant dans une large mesure à l'abri de la poussière et des projections d'eau. Du fait de cette réalisation d'une seule pièce, on obtient une rigidité de forme élevée dans la zone du moyeu 31 dans sa liaison avec le flasque de palier en matière isolante 8 et le support de balais 30. Pour assurer un accès facile lors du remplacement des balais 27 et 28, il est prévu dans le flasque de palier 8, en prolongement radial du support de balais, une encoche radia- le 33 qui s'étend jusqu'à la périphérie externe 34 du flasque de palier 8. Dans la zone se trouvant entre cette encoche et le moyeu 31, il est prévu sur la face externe du flasque de palier 8 une surface de bridage plane 35 pour la mise en place du régulateur 25. Ce régulateur peut 8tre fixé contre la surface de bridage 35 par deux vis auto-foreuses 36 et il fait partiel- lement saillie dans la zone de l'encoche 33. Le régulateur 25 porte, selon les figures 5 et 6, sur la face inférieure, tournée vers le flasque de palier 8, de son socle métallique 37 par lequel il est bridé contre la surfa- ce de bridage 35 placée perpendiculairement à l'axe du rotor, une bande de tSle coudée 38 pour le balai 28 situé le plus près du flasque de palier 8, et dont le câble de raccordement 39 est inséré dans un rivet creux 40 traversant la bande de t8le 38. Ce rivet creux traverse en outre, une plaque en matière isolante 41 et sert de contre-appui à un ressort hélicoïdal 42 prenant appui contre le balai 28. Die rivet creux 40 et l'extrémité du câble 39 qui y est placée sont rendus mécaniquement solidaires par un écrasement transversal non visible sur le dessin, et en outre consolidés par une soudure. Symétriquement par rapport au plan médian longitudinal 43 de la plaque porteuse 41 en matière isolante, 6.cette plaque porteuse est traversée par un second rivet 44 relié de façon conductrice au balai collecteur 27 côté rotor par l'intermédiaire du câble 45 de celui-ci, et qui sert de surface d'appui pour le ressort hélicoïdal 46 de ce balai. A travers les perçages 47, 48 placés dans le plan de symétrie 43 passent des vis de bridage 49 grâce auxquelles la plaque por- teuse 41 est fixée sur la face frontale libre du support de balais 30. Comme le montre plus en détail la figure 1, un ca- nal 50, par l'intermédiaire duquel est ventilé l'espace creux entouré par le moyeu 31 et dans lequel sont logés le palier à billes et les deux bagues collectrices 10, débouche dans l'encoche radiale 31. La vue axiale, représentée sur la figure 2, du flasque de palier 8 en matière isolante, de son moyeu cen- tral 31 et du régleur 25 permet de voir que symétriquement par rapport au plan médian longitudinal axial 53 du générateur, des deux côtés d'une nervure de renforcement 54 s'étendant radialement, sont disposées deux plaquettes de refroidisse- ment 55 et 56 totalement identiques entre elles. Elles se distinguent uniquement en ce que la plaquette de refroidis- sement 55 représentée à gauche sur le dessin, porte les trois redresseurs positifs 15 et est fixée par une vis 57 constituant la borne positive Bsur le flasque de palier 8 en matière isolante, tandis que la plaquette de refroidissement 56 re- présentée à droite, porte les trois redresseurs négatifs 16. Un goujon fileté 58 jouant le rôle de borne de raccordement négative est inséré avec sa tête à six pans 59 dans un évide- ment 60 parallèle à l'axe de l'arbre du rotor et maintient par un écrou 61 la plaquette de refroidissement 56 des diodes négatives 16. La figure 3 montre en complément, comment le flas- que de palier en matière plastique isolante 8, protégé du côté extérieur, par un capuchon de recouvrement 62, est relié au flasque de palier 1 du côté entraînement, dans la zone annulai- re duquel le stator 2 comporte des enroulements 3 de courant 7.- triphasé. Le flasque de palier 1 est équipé pour cela de quatre alésages longitudinaux 63, dans lesquels chaque fois, une vis 64 de serrage s'y trouve; chacune de ces vis 64 de serrage repose par une tète 65 sur le flasque de palier et comporte, sur l'autre partie finale, un filetage extérieur 66. Les filetages extérieurs 66 contiennent des vis de serrage 64 dans des logements filetés correspondants 67, situés dans le flasque de palier 8 en matière isolante, flasque qui por- te entre autre, également les plaques de refroidissement 56 du redresseur négatif 16; au moyen des vis de serrage 64. Le flasque de palier 8 en matière isolante est bloqué contre un épaulement 68 de ce flasque de palier 8 en matière isolante. La plaque de recouvrement 62 protégeant le flasque de palier 8 en matière plastique est fixée également au flasque de palier 1, et comporte quatre alésages longitudi- naux 69, qui sont prévus dans un but de renforcement au moyen de douilles métalliques 70. Grâce à ces douilles métal- liques 70, on trouve chaque fois une vis de fixation 71, qui appuie le capuchon de recouvrement 62 sur le côté extérieur par sa tête 72 et est vissée par une section filetée 73 dans un trou borgne fileté 74 du flasque de palier 1 situé du côté entraînement. Grâce à la réalisation conforme à l'invention du générateur, et notamment du flasque de palier 8 en matière isolante, on obtient un abaissement du codt par réduction du nombre des pièces, notamment dans la zone des boulons de rac- cordement 57, 58 et on obtient également une construction adap- tée au montage pour une fabrication en grande série. Le mode de construction compacte se traduit par une résistance plus élevée à la corrosion et une résistance élevée aux secousses, grâce auxquelles une longue durée de vie du générateur est garantie. 8.- REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Générateur de courant alternatif, notamment de courant triphasé pour véhicules, avec, c8té entraînement, un flasque de palier et un stator fixé sur celui-ci, avee un rotor comportant une roue polaire et un enroulement d'excita- tion, rotor dont l'arbre comporte au moins une bague collectri- ce pour le courant d'excitation, et est monté dans un second flasque de palier réalisé en matière isolante, générateur ca- ractérisé en ce que sur la face interne du flasque de palier en matière isolante (8) est moulé un support de balais(30) orienté radialement et qu'il est prévu dans le prolongement axial du support de balaisune encoche (33) ouverte sur la face périphérique (34) du flasque de palier (8), permettant l'accès aux balais (27, 28). 2.- Générateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que, au voisinage de l'encoche (33) il est prévu une surface de fixation (35), placée sur la face externe du flasque de palier (8) transversalement par rapport à l'arbre (5) du rotor, pour un régulateur (25), dont les raccordements pé- nètrent dans l'encoche (33). 3.- Générateur selon la revendication 2, carac- térisé en ce que l'un des raccordements (38) constitue un sup- port à une barre de raccordement pour un balai (28) et est de préférence relié à ce balai par l'intermédiaire d'un ressort hélicoïdal (42). 4.- Générateur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un moyeu central (31) est relié d'une seule pièce au flasque de palier (8) en matière iso- lante et au support de balais (30), ce moyeu servant à loger le palier à billes (9) côté bague collectrice et faisant saillie à partir du flasque de palier en matière isolante vers la roue polaire (4) du rotor dans une mesure telle qu'il recouvre com- plètement deux bagues collectrices (10, 11) disposées sur l'ar- bre (5) du rotor. 5.- Générateur selon la revendication 4, carac- térisé en ce qu'un joint d'étanchéité à labyrinthe est prévu sur la face frontale axiale libre du moyeu (31). 6.- Générateur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le sup- port de balais (30) un canal de désaération (50) allant de l'es- pace creux interne du moyeu (31) à l'encoche (33). 7.- Générateur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 6, avec deux plaques de refroidissement s'étendant transversalement par rapport à l'axe du générateur, dont l'une porte le redresseur négatif tandis que l'autre porte le redres- seur positif, générateur caractérisé en ce que les plaques de refroidissement (55, 56) sont d'une forme identique l'une par rapport à l'autre.