Brevet FR2596929A1 — publié le 19871009

L'invention concerne une machine dynamo-électrique, notamment alternateur de véhicule automobile du type comportant un rotor et un stator constitué d'un paquet de tôles assemblées rigidement entre elles dans l'alésage duquel tourne le rotor tourillonnant lui-même dans les paliers de deux flasques d'extrémité dans le prolongement formant manchon de recouvrement de l'un au moins desquels est logé ledit stator contre lequel sont fixés les flasques d'extrémité par des moyens connus tels des tirants. Pour que le stator ne soit pas soumis à des vibrations trop importantes dans son montage particulier à l'intérieur du flasque d'extrémité support, montage connu qui constitue d'ailleurs un perfectionnement notable par rapport à celui pour lequel les flasques d'extrémité prennent appui et se centrent respectivement sur les extrémités périphériques du stator, il importe tout de même que ledit stator ait des dimensions et une forme géométrique précises. Selon un procédé de fabrication connu, ceux-ci sont saisis, après assemblage de leurs tôles pour être soumis à une opération de tour qui est exécutée sur les surfaces d'extrémité pour la mise à longeur et sur leur surface latérale pour leur emmanchement dans le manchon de recouvrement prolongeant le flasque d'extrémité qui le supporte. En raison de la nécessité de procéder à un usinage il se produit toujours un écart de cote et de concentricité dans le diamètre d'emmanchement des stators entre eux et plus particulièrement dans une fabrication de grande série, cet écart s'ajoutant également à celui résultant de l'usinage du manchon recevant de manière centrée le stator, il s'ensuit parfois un jeu résiduel néfaste à un ensemble soumis aux vibrations issues notamment du moteur à combustion interne du véhicule sur lequel est fixé l'alternateur. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précités et concerne à cet effet une machine dynamo-électrique du type précité, caractérisée en ce que le stator est fixé dans le manchon de recouvrement de l'un des flasques d'extrémité par l'intermédiaire d'au moins une bague conique insérée entre ledit manchon et une surface conique correspondante ménagée sur le pourtour du stator. La description qui va suivre en regard des schémas annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'alternateur objet de l'invention. - Les figures 2 et 3 représentent respectivement un premier mode de réalisation de la bague conique et son montage dans le manchon du flasque d'extrémité de l'alternateur suivant une vue partielle à plus grande échelle de la figure 1. - La figure 4 représente un autre mode de réalisation de bague conique objet de l'invention et son organe d'immobilisation suivant une vue partielle à plus grande échelle de la figure 1. - Les figures 5 et 6 sont des vues analogues aux vues 2 et 3 selon un autre mode de réalisation. - La figure 7 représente une vue partielle de la figure 1 à une plus grande échelle selon un autre mode de réalisation. - Les figures 8 et 9 représentent une vue partielle à plus grande échelle de la figure 1 montrant plus particulièrment les conduits de ventilation formés par certaines caractéristiques de l'invention. La figure 10 représente une vue partielle en perspective et à plus grande échelle d'un anneau de renfort pour la fixation du stator selon un mode de réalisation particulier de l'invention. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la machine dynamo-électrique ci-dessous décrit, concerne plus particulièrement un alternateur de véhicule automobile représenté à la figure 1 et comportant un stator 1 contitué de manière connue d'un paquet de tôles la et d'enroulements de phases lb, le stator étant maintenu en position entre deux flasques d'extrémité 2 et 2a dans les paliers 2b desquels tourillonnent les extrémités d'un arbre 3 portant le rotor 4 constitué de deux éléments polaires à griffes 4a et 4b emprisonnant un noyau central 4c sur lequel est placée une bobine inductrice 4d connectée à des bagues collectrices Sa et 5b serties sur un support en matière isolante 5, bagues collectrices 5a et 5b sur lesquelles frottent des balais (non représentés).L'ensemble rotor 4 et 5 est emmanché à force sur l'arbre 3 et maintenu en rotation grâce à des cannelures 3a ménagées sur l'arbre 3. Cet arbre 3 est entraîné par un moteur à combustion interne (non représenté) par l'intermédiaire d'une poulie 6. Un ventilateur 7 constitué d'un disque 7a et de pales 7b, es: fixé à la pièce polaire 4b du rotor 4. Selon un mode de réalisation particulier de ce t- d'alternateur le paquet tôles la du stator 1 est loge à l'intérieur du manchon de recouvrement 2c prolongeant te flasque d'extrémité 2a en prenant appui sur une face frontale 2d au fond du manchon 2c. Conformément à l'invention le stator est maintens rigidement dans le flasque d'extrémité 2 par l'intermédiaire d'une bague conique insérée entre ledit manchon et une surface conique correspondante sur le pourtour du stator 1. La bague conique 8 agit sous l'effet de coincee'.it engendré par le serrage de tirants 9. Les tirants comportent à cet effet un bourrelet 9a ménagé de matière a une longueur déterminée d'une des extremités 9b de ceux-ci de manière à prendre appui sur la base 8a de la bagou conique 8. La pression de coincement est provoquée par le vissage de l'écrou 9c à l'extrémité filetée de la tige d du tirant 9, l'autre extrémité filetée de la tige 9d de celui-ci servant ultérieurement à la fixation du flasque d'extrémité 2a par l'intermédiaire d'écrous 9e dont le vissage presse et maintient ledit flasque d'extrémité 2a en appui contre le paquet de tôles la du stator 1. Comme décrit ci-dessus le stator 1 se trouve ainsi fixé rigidement dans son flasque d'extrémité support 2 contre la face frontale 2d faisant office de butée. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3 la bague conique 8A est réalisée à partir d'une bande de métal 8b enroulée pour former un anneau cylindrique sur lequel sont ménagés une pluralité d'emboutis coniques 8c. Ces emboutis sont ménagés de manière telle que leur pente 8d soit correspondante approximativement à celles des génératrices de la surface conique lc du stator. Pour des raisons de meilleure compréhension de l'invention la pente de surface conique lc, 8d a été représentée sur les dessins, suivant une valeur bien plus importante que celle préconisée dans la pratique qui peut être de l'ordre de 1 30'. Afin d'inhiber les bruits d'harmonique il est judicieux que le nombre d'emboutis soit différent d'un multiple ou sous-multiple du nombre de griffes des roues polaires 4a et 4b du rotor. Selon un second mode de réalisation représenté par la figure 4 la bague conique 8B peut être réalisée à partir d'une bande de métal repliée sur elle-meme dans le sens de la longueur afin de constituer un profil en Y entrouvert, ce profilé étant ensuite enroulé pour former un anneau cylindrique dont l'une des branches du Y, parallèle à l'axe longitudinal de la bague conique 8B constitura la face extérieure et cylindrique de celle-ci en appui contre la surface cylindrique correspondant à l'intérieur du manchon, l'autre branche 8e du V ouverte vers l'intérieur creera la conicité de la bague, en appui sur la surface conique du stator. Ladite bague 8B insérée entre le manchon de recouvrement 2c du flasque d'extrémité 2 et le paquet de tôles la du stator 1 maintiendra celui-ci en appui sur la face frontale 2d au fond du manchon 2c sous la pression des tirants 9 dont le bourrelet 9a en forme de coin 9e provoque l'ouverture de la bague conique et le blocage effectif du stator 1 en prenant appui sur l'extrémité légèrement ouverte de la branche 8e du V. Selon un troisième mode de réalisation représenté sur les figures 5 et 6 la bague conique 8C est réalisée à partir d'une bande de métal sur laquelle sont ménagés sur approximativement la moitié de la largeur une pluralité d'emboutis coniques profonds 8f débouchant sur l'autre face du métal. Ladite bande est repliée ensuite sur elle-même et enroulée pour forme la bague conique dont l'extérieur est. cylindrique et l'intérieur conique grâce aux emboutis ouverts en V, des conduits de ventilation sont ainsi formés entre les deux branches du V et les emboutis débouchant à la base de celui-ci pour créer des ajours. Selon un quatrième mode de réalisation représenté sur la figure 7, la bague 8D est réalisée à partir d'une bande de métal conformée de manière à présenter un profil en forme d'épingle dont une branche 8h est parallèle aux génératrices de la surface interne du manchon et l'autre 81 approximativement parallèle aux génératrices de la surface conique lc du stator. L'extrémité 8k de la branche 3h est repliée approximativement à 90 de manière à prendre r lors du serrage par les tirants 9 sur la branche 8, Cc permet d'obtenir une butée limitant l'élasticité de a bague conique 80 afin de procurer un serrage effectif. Comme représenté sur es figures 8 et 9 une pluralité de rainures longitudinales 10 sont ménagées a partir de la face frontale 2d du flasque d'extrémitc support 2 afin de constituer des conduits de ventilation d'un nombre au moins égal au nombre d'emboutis de la.hagua conique 8A, 8C de façon à faire coincider les ajours 8g des emboutis 8f et les rainures 10 du flasque d'extrémité z (Fig. 8)ou les emboutis eux-mêmes avec lesdites rainures. On sait que la modulation des forces électromagnétiques qui s'exercent dans l'entrefer de la machine sont la cause principale des vibrations qui se propagent des enroulements de phases lb du stator puis du colncider les ajours des emboutis et les rainures du stator aux flasques d'extrémité 2 et 2a. Les bruits, d'origine magnétique sont ainsi émis soit directement par le stator 1, à travers les ouvertures de ventilation (non représentées) ménagées dans le flasque d'extrémité avant 2 soit par l'enveloppe extérieure de l'alternateur constituée par les flasques d'extrémité avant et arrière 2 et 2a en contact direct avec le stator. L'invention peut permettre de pallier cet inconvénient en réalisant avantageusement la bague conique 8, 8A en un matériau amortissant tel que du plastique. Cette bague en matière plastique permet ainsi avantageusement d'une part d'isoler en partie le stator 1 du manchon de recouvrement 2c prolongeant le flasque d'extrémité 2 et d'autre part d'amortir les vibrations du stator 1 lui-même. Ces deux actions ont pour effet respectivement d'éviter le rayonnement sonore de l'enveloppe extérieure de l'alternateur et de réduire l'émission du bruit à travers les ouvertures du palier avant. Afin d'éviter un écrasement mécanique de la face frontale de la bague conique 8, 8A en matière plastique et conséquemment la déformation de celle-ci, il est judicieux d'y accoler un anneau de renfort 11 en acier sur lequel prennent appui les bourrelets 9a des tirants 9. De ce fait, l'anneau de renfort 11 comporte de matière des oreilles lla ménagées radialement sur son pourtour et dans les orifices desquels traversent les tiges 9b des tirants 9 lors du montage du stator dans le flasque d'extrémité (Fig. 10). Il est bien entendu que des modifications pourront être apportées aux modes de réalisation ci-dessus décrits sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Il est également évident que l'invention peut être appliquée à tout type d'alternateur connu par exemple aux alternateurs ayant un rotor comprenant des aimants permanents. REVENDICATIONS 1) Machine dynamo-électrique, notamment alternateur de véhicule automobile du type comportant un rotor (4) et un stator (1) constitué d'un paquet de tôles (la) assemblées rigidement entre elles dans l'alésage duquel tourne le rotor (4) tourillonnant lui-même dans les paliers (2b) de deux flasques d'extrémité (2,2a) dans le prolongement formant manchon de recouvrement (2c) de l'un au moins desquels est logé ledit stator (1) contre lequel sont fixés les flasques d'extrémité (2,2a) par des moyens connus tels des tirants (9), caractérisée en ce que 7e stator (1) est fixé dans le manchon de recouvrement 2cj de l'un des flasques d'extrémité (2) par l'intermédiaire d' moins une bague conique (8,8A,SB,8C) insérée entre ledit manchon (2c) et une surface conique correspondante (1cj ménagée sur le pourtour du stator. 2) Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague conique (8) est réalisée de façon à admettre une élasticité radiale. 3) Machine dynamo-électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la vague (8A) est réalisée à partir d'une bande de métal enrcuée pour former un anneau (8b) sur a périphérie ou à l'intérieur duquel sont ménagés une pluralité d'emboutis coniques (8c) de pente (8d) correspondante à cP1! des génératrices de la surface conique (lc) du stator. 4) Machine dynamo-électrique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la bague élastique (8B) est réalisée à partir d'une bande métallique profilée en forme d'épingle dont l'une des branches (?Le) détermine une surface conique de génératrices approximativement correspondantes à celles de la surfasse conique (1c) ménagée sur le pourtour du stator ( 5) Machine dynamo-électrique selon les revendications 1, et 4, caractérisée en ce que dans l'une des branches (8e) du profilé annulaire en forme d'épingle de la bague élastique (8C) sont ménagés une pluralité d'emboutis (8f) parallèles et correspondant aux génératrices de ladite branche (bye! et de la surface conique (1c) ménagée sur le pourtour du stator sur laquelle ils prennent appui au montage. 6) Machine dynamo-électrique selon les revendications 1, 2 et 4, caractérisée en ce que l'extrémité libre (8k) de l'une des branches (8h) du profilé en forme d'épingle de la bague élastique (8C) est rabattue vers l'autre branche de façon à limiter le débattement desdites branches l'une vers l'autre lors du montage en entrant en contact l'une sur l'autre. 7) Machine dynamo-électrique selon l'une quelconque des revendications 1, 3 et 5, caractérisée en ce que la bague (8A,8C) est indexée angulairement par rapport au flasque d'extrémité support (2) de façon à mettre en vis-àvis les ajours (8g) des emboutis (8f) ménagés sur la bague (8C) avec des rainures (10) ménagées dans ledit flasque d'extrémité (2) afin de constituer des conduits de ventilation. 8) Machine dynamo-électrique selon l'une quelconque des revendications 3 et 5, caractérisée en ce que le nombre d'emboutis est différent d'un multiple ou sous-multiple du nombre de griffes des roues polaires du rotor. 9) Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bague conique (8,8A) est réalisée en un matériau amortissant, tel le plastique. 10) Machine dynamo-électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et 9, caractérisée en ce que sur la face frontale de base (8a) de la bague conique (8) prend appui un anneau de renfort (11) en matériau d'une dureté au moins égal à celui du flasque d'extrémité. 11) Machine dynamo-électrique selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'anneau de renfort (11) comporte de matière des oreilles (lla) radiales dont le nombre est égal nombre de tirants (9j de fixation du stator qui les traversent.