Brevet FR2605467A1 — publié le 19880422

La présente invention concerne un dispositif de refroidissement d'une machine électrodynamique. La méthode la plus usitée afin d'assurer un refroidissement correct d'une machine électrodynamique, est l'adjonction d'un ou de plusieurs ventilateurs internes ou externes sur l'arbre du rotor de ladite machine. Cette methode ne permet pas toujours un refroidissement suffisant surtout lorsque les machines sont appelées à fonctionner de temps à autre en régime de surcharge ou lorsque l'encombrement de ladite machine est limité, ce qui oblige le constructeur à diminuer la surface des pièces de telles machines provoquant ainsi une surchauffe. De plus, parfois seul un élément constitutif de la machine dépasse les limites admissibles d'échauffement, et l'adjonction d'une pluralité de ventilateurs, pour le refroidissement, tend à pénaliser le prix de la machine, tributaire de cet élément. Une autre méthode permettant d'obtenir un refroidissement plus efficace d'une machine électrodynamique, consiste à ménager des canaux dans les pièces à refroidir et d'y faire circuler, en circuit fermé, un fluide collecteur de calories, grâce à une pompe. Cette methode, bien que donnant des résultats très satisfaisants, augmente considérablement le coût de ladite machine car elle demande l'adjonction d'une pompe de circulation, de conception souvent complexe, d'un radiateur de refroidissement, ainsi que des moyens d'entraînement de ladite pompe. De plus, les canaux ménagés dans ladite machine doivent être parfaitement étanches, ce qui complique la conception d'une telle machine, et augmente, de surcroît, considérablement son encombrement. La présente invention propose de remédier à ces inconvénients en alliant les avantages des methodes citées ci-dessus et en y supprimant les inconvénients, et concerne à cet effet un dispositif de refroidissement d'une machine électrodynamique, constitué d'une pompe à air entraînée par un des éléments tournants de ladite machine électrodynamique. Cette pompe à air se présente sous la forme d'une pompe à fluide du type péristaltique, constituee de manière connue, d'un rotor comprenant une came excentrique et solidaire de l'élément tournant, came sur laquelle est disposée une bague, et d'un stator constitué d'un flasque dans lequel est disposée concentriquement sur toute ou une partie de l'élément tournant entraînant le rotor, une chambre à volume variable reliée à l'une de ses extrémités à un conduit d'aspiration, et l'autre de ses extrémités à un conduit de refoulement, la bague du rotor venant comprimer une paroi déformable délimitant la chambre à volume variable. La paroi déformable délimitant la chambre à volume variable est en contact sur toute sa surface disposée concentriquement à l'élément tournant entrainant le rotor, avec la bague dudit rotor, cette bague étant empêchée en rotation par rapport au flasque du stator par l'intermédiaire d'une entretoise élastique, à l'élasticité près, un roulement du type à aiguilles etant interposé entre la came excentrée et la bague du rotor. Une pluralité d'ouvertures est ménagée dans le conduit de refoulement d'air respectivement au regard de chacune des diodes d'un système redresseur équipant la machine électrodynamique, notamment un alternateur de charge d'un véhicule automobile. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, et montrant ici à titre d'exemple un alternateur de charge d'un véhicule automobile, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. - La figure 1 représente en coupe et vue de face une pompe à air, selon l'invention. - La figure 2 est une coupe partielle A-A de la figure 1. Un alternateur 1 de charge d'un véhicule automobile, comporte sur son palier carrière, et disposée concentriquement à l'axe dudit alternateur, sur une partie de sa périphérie, une pluralité de diodes de redressement 11 qui constituent le système redresseur de l'alternateur 1. L'arbre 2 de l'alternateur 1 fait saillie du palier et entraîne une pompe à air 20, fixée sur le palier arrière et se présentant sous la forme d'une pompe à fluide du type péristaltique afin de refroidir les diodes 11 de redressement constituant le système redresseur de l'alternateur 1. Cette pompe 20 du type péristaltique comporte un rotor, entraîné par l'arbre 2 de l'alternateur 1, lequel tourne dans un stator solidaire du palier arrière dudit alternateur 1. Le rotor est constitué d'un arbre 2, qui est 1 'arbre 2 de l'alternateur 1, d'une came excentrique 23 montée sur l'arbre 2 et solidaire en rotation, de celuici, d'une bague 22 placée sur la came excentrique 23. Un roulement 21 du type à aiguilles, dont les aiguilles sont logées entre la came excentrique 23 et la bague 22 permettant à ladite bague 22 d'être libre en rotation autour de ladite came excentrique 23. Le stator se compose d'un flasque 30 réalisé par exemple à l'aide de deux flans de tôle découpés et disposés sur deux étages. Le premier étage est dispose autour du rotor selon un demi cercle, concentriquement à l'arbre 2. Le deuxième étage est disposé concentriquement au premier sur un diamètre supérieur. Le premier flan de tôle délimite le diamètre extérieur du premier étage et simultanément le diamètre intérieur du deuxième étage, le second flan de tôle délimitant le diamètre extérieur du deuxième étage du flasque 30. Chacun de ces deux flans de tôle est fixé sur le palier arrière de l'alternateur 1 gracie à plusieurs vis 40. Le premier étage du fl-a-sque 30 concentrique à l'arbre 2 du rotor est disposé de manière telle que lors de la rotation du rotor, la partie du conduit 31 se situant entre le flasque 30 et le point de la bague 22 se trouvant le plus éloigné de l'axe de l'arbre 2, soit comprimé, et que la partie du conduit 31 se situant entre le flasque 30 et le point le plus rapproché de l'axe de l'arbre 2, ne subisse aucune déformation, l'agencement étant tel que le conduit 31 se trouve en contact avec la bague 22, sur toute la partie sur laquelle agit la bague 22 du rotor. Le conduit 31 est conséquemment divisé en trois parties. La première partie 34, qui est reliée à l'extérieur de l'alternateur 1 est une chambre à dépression. La seconde partie 33 se situant dans le premier étage du flasque 30 est une chambre à volume variable, la troisième partie 35 se situant dans le deuxième étage du flasque 30 est un conduit de refoulement d'air. Comme représenté à la figure 2, une entretoise élastique, composée de deux rondelles 36 réalisées dans une matière élastique sont solidarisées au premier étage du flasque 30 et à la bague 22, par exemple par collage, de manière telle que la bague 22 soit immobile en rotation par rapport au flasque 30, à l'élasticité de l'entretoise près. On comprendra donc facilement que lors de la rotation de l'arbre 2, du fait que la paroi de la chambre à volume variable 33 se trouve en contact avec la bague 22, et épouse parfaitement le contour de ladite bague 22 et du fait que les rondelles élastiques 36 immobilisent en rotation ladite bague 22 par rapport au flasque 30, il n'y aura aucun frottement entre les parois de la chambre à volume variable 33 et la bague 22 ou le flasque 30. Pour les mêmes raisons, il n'y aura pas non plus roulement de la bague 22 sur la paroi de la chambre à volume variable 33. La bague 22 est donc animée d'un mouvement vibratoire circulaire autour de l'axe de l'arbre 2, sans tourner sur elle-même, grâce aux rondelles élastiques 36 qui ont une fonction de "silent bloc". Grâce à ces dernières dispositions, la pompe à air 20 pourra fonctionner à grande vitesse, tout en ayant une durée de vie au moins égale à celle de la machine 1 sur laquelle ladite pompe à air 20 est montée. Lors du fonctionnement de la pompe à air 20, de l'air est aspiré dans le chambre à dépression 34 qui est reliée à l'extérieur de l'alternateur 1 par l'intermédiaire d'un embout 3, lequel pourrait enfermer un filtre à air, cet embout 3 pouvant aussi être réalisé dans le capot d'un régulateur disposé sur la machine 1. Le deuxième étage du flasque 30 est pourvu d'ouvertures 38, chacune au regard d'une diode de redressement 11, le conduit de refoulement 35 qu'enferme le deuxième étage du flasque 30 étant lui aussi pourvu d'ouvertures 37 coaxiales aux ouvertures 38 du flasque 30. L'extrémité du conduit de refoulement 35 est obturé grâce à un bouchon 4, ou tout autre moyen tel que par exemple par pincement, de manière à insuffler de l'air frais sur chacune des diodes de redressement 11 constituant le système redresseur de l'alternateur 1. Un autre mode de réalisation consisterait à placer le deuxième étage du flasque 30 sur la périphérie du palier de l'alternateur 1 et autour de l'ensemble redresseur constitué par les diodes de redressement 11 de manière à faire diverger les différents jets d'air vers le centre de la machine 1. La description donnée à titre d'exemple n'est qu'un mode de réalisation préférentiel et il est évident que cette méthode de refroidissement est applicable sur tout autre type de machine électrodynamique afin de refroidir n'importe quelle pièce chauffante de ladite machine électrodynamique. REVENDIC-ATIONS 1) Dispositif de refroidissement d'une machine électrodynamique (1), caractérisé en ce qu'il est constitue d'une pompe à air (20) entraînée par un des éléments tournants (2) de ladite machine électrodynamique (1). 2) Dispositif-de refroidissement d'une machine électrodynamique (1), selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe à air (20) se présente sous la forme d'une pompe à fluide du type péristaltique, constituée de manière connue, d'un rotor comprenant une came excentrique (23) et solidaire de l'élément tournant (2), came (23) sur laquelle est disposée une bague (22), et d'un stator constitué d'un flasque (30) dans lequel est disposée concentriquement sur tout ou une partie de l'élément tournant (2) entraînant le rotor, une chambre à volume variable (33) reliée à l'une de ses extrémités à un conduit d'aspiration (34) et l'autre de ses extrémités à un conduit de refoulement (35), la bague (22) du rotor venant comprimer une paroi déformable délimitant la chambre à volume variable (33). 3) Dispositif de refroidissement d'une machine électrodynamique (1), selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi déformable est en contact, sur toute sa surface disposée concentriquement à l'élément tournant (2) entraînant le rotor, avec la bague (22) dudit rotor. 4) Dispositif de refroidissement d'une machine électrodynamique (1), selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le flasque (30) du stator et la bague (22) du rotor sont empêchés en rotation l'un par rapport à l'autre par l'intermédiaire d'une entretoise élastique, à l'élasticité près. 5) Dispositif de refroidissement d'une machine électrodynamique (1), selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'entretoise élastique est constituée de deux rondelles (36) réalisées en un matériau élastique, lesquelles sont disposées lateralement et de part et d'autre de la chambre à volume variable (33). 6) Dispositif de refroidissement d'une machine électrodynamique (1), selon les revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'un roulement (21) du type à aiguilles est interposé entre la came excentrée (23) et la bague (22) du rotor. 7) Dispositif de refroidissement d'une machine électrodynamique (1), selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une pluralité d'ouvertures (37) est ménagée dans le conduit de refoulement (35) d'air respectivement en regard de chacune des diodes (11) d'un système redresseur équipant la machine électrodynamique (1), notamment un alternateur de charge d'un véhicule automobile.