Brevet FR2652458A3 — publié le 19910329

FR 2652458 A3 19910329 FR 9010381 A 19900816 L'invention part d'un alternateur à courant triphasé pour véhicules avec un induit à pôles à griffes et dont l'enroulement d'excitation est alimenté par un dispositif à bagues collectrices au moyen de balais en charbon, le blindage de l'espace des bagues collectrices étant assuré par un manchon en matière plastique, monté sur une des pièces fixes de l'alternateur - coquilles de carter pour un palier d'induit, unité redresseur ou coiffe de recouvrement et qui comprend une ouverture rendue étanche pour recevoir un support de balais. Par le document DE-OS 30 12 634, on connaît déjà un alternateur triphasé pour véhicules automobiles, comprenant un enduit à pôles à griffes, dont l'enroulement d'excitation est alimenté au moyen de balais de charbon par un dispositif à bagues collectrices blindé. Le blindage de l'espace des bagues collectrices est réalisé par un manchon en matière plastique, qui est adapté à une unité redresseur disposée à demeure dans l'alternateur sur sa face frontale. Cette unité porte en outre un régulateur de tension de même qu'un porte-balais pour les balais de charbon. Le manchon entourant la zone des bagues collectrices est muni d'une ouverture pour recevoir le porte-balais.Les extrémités frontales du manchon en matière plastique sont insérées dans des anneaux d'étanchéité à labyrinthe, dont un d'eux est disposé sur la face frontale de l'induit à pôles à griffes et l'autre sur la face frontale du flasque recevant l'extrémité côté balais de l'arbre d'induit. Avec le document DE-OS 33 00 494, on peut en outre produire en une seule pièce de matière plastique le flasque côté balais avec le porte-balais et l'unité-redresseur, comme élément intégral, pour loger le palier d'induit côté balais ainsi que le régulateur de tension. Le manchon de matière plastique entourant la zone des bagues collectrices est dans ce cas également partie intégrante du flasque, le palier étant inséré dans un alésage de logement fermé côté frontal et l'extrémité frontale côté induit du manchon de matière plastique arrive à un petit intervalle d'air sur la face frontale de l'induit à pôles à griffes. Les solutions connues offrent en réalité une protection suffisante contre la pénétration de saleté et d'humidité dans l'espace des bagues collectrices. Elles ont toutefois l'inconvénient que les bagues collectrices sont disposées de façon isolée sur l'arbre d'induit et de là il en résulte un diamètre relativement grand et une usure relativement importante des balais de charbon par des vitesses périphériques élevées correspondantes. Pour éviter cela, grace au document DE-OS 30 19 118, on sait installer la position des bagues collectrices derrière le palier du moteur, côté balais, directement à l'extrémité de l'arbre d'induit. A cela toutefois, s'ajoute l'inconvénient que la position des bagues collectrices disposées à l'extrémité de l'arbre d'induit serait exposée en marche à l'humidité et à la saleté plus que jusqu'à maintenant et en conséquence elles sont à protéger par un blindage. Grace à l'invention on prévoit un blindage fiable de façon la plus simple possible et donc la plus économique pour les alternateurs dont les bagues collectrices sont disposées derrière le palier d'induit côté balais à l'extrémité de l'arbre d'induit. La solution selon l'invention est caractérisée en ce que le manchon en matière plastique est fermé à son extrémité extérieure de façon à entourer à la façon d'un pot les bagues collectrices placées à l'extrémité libre de l'arbre d'induit, derrière le palier situé du côté des bagues collectrices et en ce qu'il comporte à son extrémité intérieure devant la position du palier de l'arbre d'induit au moins une ouverture d'aération. Cette solution a l'avantage que la boîte en matériau isolant réalisée en forme de pot ferme complètement l'emplacement des bagues collectrices à l'extrémité de l'arbre d'induit, de sorte qu'aucune humidité venant de l'extérieur ne peut s'infiltrer jusqu a l'emplacement des bagues collectrices. Par la ou les ouvertures d'aération situées à l'autre extrémité du manchon en matière plastique devant la position du palier d'induit, on élimine de manière avantageuse la chaleur produire au contact des balais et des bagues collectrices par le crachement des balais ou le frottement. Comme autre avantage, il faut noter que, avec cette solution, aucune pièce spéciale supplémentaire n'est à ajouter et qu'en outre on peut introduire une opération de montage de grandes séries. D'autres améliorations de l'invention sont caractérisées en ce que le manchon en matière plastique comprend devant la position du palier de l'induit à pôles à griffes plusieurs ouvertures réparties sur le pourtour, servant -d'ouvertures d'aération et en ce que le palier du côté des bagues collectrices est couvert par une paroi annulaire moulée ; les ouvertures dans le manchon en matière plastique pour l'aération du palier arrivent jusque dans la paroi annulaire moulée. Il est surtout avantageux de munir le manchon de matière plastique devant la position du palier de l'induit de plusieurs ouvertures réparties à la périphérie, lesquelles s'étendent jusqu'à un rebord moulé qui recouvre le palier de l'induit et crée une bonne aération du palier pour ne pas laisser augmenter la température du roulement à billes. D'autres améliorations et développements de l'invention sont caractérisés en ce que l'extrémité côté palier du manchon en matière plastique est réalisée comme bague d'ajustage de palier, qui peut s'insérer sans rotation possible dans l'alésage du palier du carter de l'alternateur et recevoir l'anneau extérieur du palier ; le manchon en matière plastique est moulé sur la face intérieure d'une coiffe de recouvrement, qui entoure une unité redresseur et le porte-balais et est fixée au carter de l'alternateur le manchon en matière plastique est moulé sur l'alésage intérieur d'une plaque d'assemblage de l'unité redresseur disposée devant la position du palier de l'induit à pôles à griffes et est fixée au carter de l'alternateur ; le manchon en matière plastique se termine avec un intervalle annulaire d'air devant la position du palier de l'induit à pôles à griffes, cet intervalle annulaire d'air étant surmonté tout autour d'une lèvre qui est solidaire d'une bague d'ajustage de palier placée autour du palier et qui arrive jusqu'au-dessus de l'extrémité du manchon en matière isolante ; l'ouverture du manchon en matière plastique destinée à recevoir le porte balais est munie d'un rebord tourné vers l'extérieur, sur lequel une bague d'étanchéité entourant la bordure du rebord est posée depuis l'extérieur. Plusieurs exemples de réalisation de l'invention sont représentés aux dessins et expliqués en détail dans la suite. Ainsi - la figure 1 montre une coupe longitudinale d'un alternateur triphasé et d'un manchon en matière plastique blindant l'espace destiné aux bagues collectrices, dans un premier exemple de réalisation, - la figure 2 montre le manchon en matière plastique de l'alternateur de la bague 1, en coupe longitudinale, - la figure 3 montre le manchon en matière plastique en vue de devant, - les figures 4 et 5 montrent comme deuxième exemple de réalisation, un manchon en matière plastique moulé sur une coiffe de recouvrement de l'alternateur triphasé, - les figures 6 et 7 montrent comme troisième exemple de réalisation un manchon en matière plastique moulé sur une plaque d'assemblage de l'unité redresseur de l'alternateur, - la figure 8 montre l'extrémité côté palier du manchon en matière plastique, recouvert par une paroi annulaire fixée à l'endroit du palier, - la figure 9 montre un manchon en matière plastique avec un rebord d'étanchéité au logement du portebalais, et -la figure 10 montre une coupe X-X de la figure 9. L'alternateur triphasé pour véhicules à moteur représenté en coupe longitudinale à la figure 1 se compose essentiellement d'un stator 10 sous forme d'un empilage de tôles, qui porte un enroulement triphasé 11 et auquel sont fixées deux coquilles de carter 12 et 13 par des vis 14. Les coquilles de carter 12, 13 forment frontalement des flasques 15, 16, dans lesquels du côté de commande A est inséré un relativement grand palier d'entraînement 17 et du côté des balais B un palier des bagues collectrices 18 plus petit. Dans le stator 10 est placé mobile en rotation un rotor à pâles à griffes 19 qui se compose de deux disques à pâles à griffes 20, 21 et d'une pièce conductrice 22 encastrée entre les deux, sur laquelle est placé un enroulement d'excitation 23.L'induit à pâles à griffes 19 est emmanché par pression sur un arbre 24, qui est engagé dans les deux paliers 17 et 18 et comprend à l'extrémité A côté commande un embout fileté 25 pour la fixation d'une poulie de commande. Sur l'arbre de rotor 24 est fixé des deux côtés de l'induit à pôles à griffes 19 respectivement un plateau de ventilateur 26, 27 pour l'élimination de la chaleur perdue de l'alternateur triphasé. A l'extrémité B côté balais de l'arbre du rotor 24 est prévu un assemblage de deux bagues collectrices 28, 29 situées l'une à côté de l'autre à une certaine distance ; ces bagues sont fixées isolées l'une de l'autre sur l'arbre de rotor 24 et isolées de celui-ci et sont connectées aux raccords 30 par des conducteurs guidés isolés dans l'arbre de rotor 24 et non représentés, les raccords établissant un contact avec l'enroulement d'excitation par leurs extrémités de ligne 31 pour l'amenée du courant.Dans le flasque 16 de la coquille de carter 13 du côté des balais est fixée à l'extérieur par des vis 33, l'unité redresseur 32 non représentée plus en détail et en outre un porte balais 34, avec les balais de charbon non représentés pour les bagues collectrices 28, 29, est mis en place et câblé ainsi qu'un régulateur de tension 35. Cette unité 32 est enfin entourée d'une coiffe de recouvrement 36 en forme de pot, fixée également sur la coquille de carter 13 du côté balais et reçoit les branchements électriques 37 de l'alternateur. Pour le blindage contre humidité et saleté de l'espace des bagues collectrices 38, on a prévu un manchon en matière plastique 39 représenté aux figures 1 à 3, lequel comporte pour recevoir le porte balais 34 une ouverture 40, qui est rendue étanche vers l'extérieur à la partie inférieure du porte balais 34 par une bague d'étanchéité 41. Le manchon en matière plastique 39 est fermé à son extrémité extérieure 39a, de sorte qu'il entoure à la façon d'un pot les bagues collectrices 28, 29 placées derrière le palier 18 des bagues collectrices à l'extrémité libre de l'arbre d'induit 24. Pour l'aération sans saleté, ni humidité des bagues collectrices 28, 29, le manchon en matière plastique 39 est muni à son extrémité intérieure 39b devant le palier 18 des bagues collectrices de l'arbre de rotor 24, de trois ouvertures réparties régulièrement sur le pourtour.En outre, l'extrémité 39b côté palier du manchon en matière plastique 39 est réalisée comme bague d'ajustage de palier 43, insérée sans rotation possible dans l'alésage de palier de la coquille de boîtier 12 et recevant l'anneau extérieur du palier des bagues collectrices 18. Avec la bague d'ajustage de palier 43, le palier des bagues collectrices 42 est couvert vers l'extérieur par une paroi annulaire 44, les ouvertures 42 du manchon en matière plastique 39 arrivant jusqu a cette paroi annulaire 44 pour l'aération du palier. Un autre exemple de réalisation de l'invention pour la configuration du manchon selon l'invention est représenté aux figures 4 et 5, la coiffe de recouvrement 36 représentée à la figure 1, qui protège l'unité redresseur 32, le porte balais 34 et le régulateur de tension 35, est réalisée ici comme coiffe de recouvrement 36a de manière qu'un manchon en matière plastique 45 est moulé sur la face intérieure de la coiffe de recouvrement 36a pour le blindage de l'espace des bagues collectrices. La coiffe de recouvrement 36a est munie comme ouverture destinée à recevoir le porte balais d'un évidement 46 ouvert sur le devant, puisque la coiffe de recouvrement 36a est posée comme ultime pièce sur la coquille de carter 13 du côté des bagues collectrices lors de l'assemblage de l'alternateur triphasé.L'étanchéité de l'évidement 46 du manchon en matière plastique 45 est réalisée ici aussi avec une bague d'étanchéité de forme adéquate sur le porte balais de l'alternateur triphasé. Le manchon en matière plastique pour le blindage de l'espace des bagues collectrices peut aussi, comme autre exemple de réalisation, être réuni à l'unité redresseur 32. La figure 6 montre une unitéredresseur de courant 32a perfectionnée dans ce sens, dans laquelle un manchon en matière plastique suivant l'invention 47 est moulé sur l'alésage intérieur 48 d'une plaque d'assemblage 32a de l'unité-redresseur de courant 32. Comme le montre la figure 7 sur une coupe longitudinale A-A à la figure 6 correspondant à la zone centrale de la plaque d'assemblage 32a de cette unité-redresseur de courant 32 avec le manchon en matière plastique 47, on a prévu ici aussi une ouverture 49 à isoler pour recevoir le porte-balais. Au moment de l'assemblage de l'alternateur l'unité redresseur 32 est placée comme le montre la figure 1 à l'extérieur devant la position du palier de l'induit à pôles à griffes 19 du côté des bagues collectrices et il est fixé à la coquille de carter 13 de l'alternateur du côté des balais. La figure 8 montre une coupe transversale par la position du palier pour le blindage de l'espace des bagues collectrices avec un manchon de matière plastique selon les exemples de réalisation des figures 4 à 7. A cet endroit se termine le manchon de matière plastique 47 en conservant un espace d'air annulaire devant le palier de l'arbre d'induit 24 du côté des bagues collectrices, cet espace d'air annulaire 50 étant surmonté tout autour d'une lèvre 51 solidaire d'une bague d'ajustage du palier 52. La levre 51 arrive jusqu'au-dessus de l'extrémité 47a du manchon en matière isolante 47. Une meilleure étanchéité du manchon de matière plastique sur le logement du porte balais est possible selon les figures 9 et 10 en munissant encore l'ouverture de logement 40 d'un rebord 53 tourné vers l'extérieur. Sur le bord 54 du rebord 53, on applique de l'extérieur une bague d'étanchéité 55, de façon à ce qu'elle recouvre tout autour le bord 54. Sur son côté intérieur, la bague d'étanchéité 55 a une nervure d'étanchéité 56, qui s'applique avec force au support de balais 34, lors de l'insertion de celui-ci, dans le rebord 53 du manchon en matière plastique 39. REVENDICATIONS 1") Alternateur à courant triphasé pour véhicules avec un induit à pôles à griffes et dont l'enroulement d'excitation est alimenté par un dispositif à bagues collectrices au moyen de balais en charbon, le blindage de l'espace des bagues collectrices étant assuré par un manchon en matière plastique, monté sur une des pièces fixes de l'alternateur (coquilles de carter pour un palier d'induit, unité redresseur ou coiffe de recouvrement) et qui comprend une ouverture rendue étanche pour recevoir un support de balais, caractérisé en ce que le manchon en matière plastique (39, 45, 47) est fermé à son extrémité extérieure (39a, 45a, 47a) de façon à entourer à la façon d'un pot les bagues collectrices (28, 29) placées à l'extrémité libre de l'arbre d'induit (24), derrière le palier (18) situé du côté des bagues collectrices et en ce qu'il comporte à son extrémité intérieure (39b, 45b, 47b,) devant la position du palier de l'arbre d'induit (24), au moins une ouverture d'aération (42, 50). 2") Alternateur à courant triphasé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon en matière plastique (39) comprend devant la position de palier de l'induit à pôles à griffes (19) plusieurs ouvertures (42) réparties sur le pourtour, servant d'ouvertures d'aération et en ce que le palier (18) du côté des bagues collectrices est couvert par une paroi annulaire (44) moulée. 3") Alternateur à courant triphasé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ouvertures (42) dans le manchon de matière plastique (39) pour l'aération du palier arrivent jusque dans la paroi annulaire (44) moulée. 4") Alternateur à courant triphasé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité côté palier du manchon en matière plastique (39) est réalisée comme bague d'ajustage (43) de palier, qui peut s'insérer sans rotation possible dans l'alésage du palier du carter (13) de l'alternateur et recevoir l'anneau extérieur du palier (18). 5") Alternateur à courant triphasé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon en matière plastique (45) est moulé sur la face intérieure d'une coiffe de recouvrement (36a), qui entoure une unité redresseur (32) et le porte-balais (34) et est fixée au carter de l'alternateur (13). 6") Alternateur à courant triphasé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon en matière plastique (45) est moulé sur l'alésage intérieur (48) d'une plaque d'assemblage (32a) de l'unité redresseur (32), disposée devant la position du palier de l'induit à pôles à griffes (19) et est fixée au carter de l'alternateur (13). 7") Alternateur à courant triphasé selon l'une ou l'autre des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le manchon en matière plastique (45; 47) se termine avec un intervalle annulaire d'air (50) devant la position du palier de l'induit à pôles à griffes (19), cet intervalle annulaire d'air (50) étant surmonté tout autour d'une lèvre (51) qui est solidaire d'une bague d'ajustage (52) de palier placée autour du palier (18), et qui arrive jusqu'au-dessus de l'extrémité (47b) du manchon en matière isolante (47). 8 ) Alternateur à courant triphasé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ouverture (40) du manchon en matière plastique (39) destinée à recevoir le porte balais (34) est munie d'un rebord (53) tourné vers l'extérieur, sur lequel un bague d'étanchéité (55) entourant la bordure (54) du rebord (53) est posée depuis l'extérieur.