Brevet FR2710795A3 — publié le 19950407

FR 2710795 A3 19950407 FR 9411792 A 19941003 l " Induit pour moteurs électriques avec ventilateur " Etat de la technique: La présente invention concerne un induit pour ap- pareils électriques, en particulier induit à pôles à grif- fes pour alternateurs de véhicules à moteurs, avec un système de bagues collectrices à une extrémité de l'arbre d'induit, les bagues collectrices étant reliées aux extré- mités d'un enroulement d'induit, ainsi qu'avec un ventila- teur sur la face frontale de l'induit située du côté des bagues collectrices, face qui est fabriquée en matière plastique d'une seule pièce avec le corps de support des bagues collectrices. Dans le cas d'un induit à pôles à griffes de ce type, connu par le document FR 1 452 972, pour génératrices de véhicules à moteur, on a déjà prolongé les bagues col- lectrices jusqu'à la face frontale de l'induit constitué par un moyeu pour un ventilateur radial formé d'une seule pièce à cet endroit, en matière plastique. Les aubes du ventilateur partent dans ce cas dans le sens radial de la périphérie du moyeu vers l'extérieur, en étant reliées en- tre elles sur leur zone extérieure à la face tournée vers les bagues collectrices, au moyen d'une bague ayant la forme d'un disque. On fait passer dans ce cas l'air de re- froidissement le long du moyeu du ventilateur vers les au- bes du ventilateur, et ensuite dans le sens radial sur la l'induit à pôles à griffes, vers l'extérieur. Comme le boî- tier, du stator ne présente pas de fentes de ventilation. sur le pourtour extérieur, l'air de refroidissement doit passer à cet endroit entre les pièces des pôles à griffes et le stator du moteur, pour être transporté vers la face antérieure o il sort par des ouvertures de ventilation. La bague de ventilateur en forme de disque qui relie entre el- les les aubes du ventilateur dans la zone extérieure, sert à cet endroit en même temps à assurer l'étanchéité de l'air de refroidissement sur le boîtier de la machine. Cette solution présente l'inconvénient que la puissance de refroidissement, du ventilateur est faible à cause du passage relativement coûteux de l'air de refroi- dissement et que la bague de liaison en forme de disque exerce des contraintes sur les aubes du ventilateur aux vi- tesses élevées de rotation du fait des forces centrifuges qui se produisent alors. Avec la solution actuelle, on tend à avoir une résistance plus élevée aux vitesses de rotation élevées du ventilateur formé sur le système de bagues col- lectrices de l'induit à pôles à griffes, pour améliorer le refroidissement de la machine électrique. Avantages de l'invention: Pour remédier à l'inconvénient ci-dessus, l'in- vention concerne un induit pour appareils électriques dans lequel les aubes de ventilateur sont formées de manière au moins à peu près symétrique des deux côtés sur la zone ex- térieure d'un disque de ventilateur, et le moyeu d'un ven- tilateur, muni d'une saillie axiale portant des conducteurs de raccordement, passe sous un roulement de l'arbre d'induit, qui est relié d'une seule pièce au corps de sup- port des bagues collectrices. Cette configuration selon l'invention a l'avantage que grâce à un disque de ventila- teur disposé au milieu avec des aubes de ventilateur for- mées des deux côtés de façon à peu près symétrique sur leur zone extérieure, les forces centrifuges qui se produisent à cet endroit s'appliquent de façon symétrique sur le disque de ventilateur dans le cas de vitesses de rotation élevées, de telle façon que les moments de flexion des aubes s'équi- librent à droite et à gauche du disque de ventilateur. Par rapport aux ventilateurs connus réalisés par matriçage d'une tôle, le système selon l'invention a l'avantage que le ventilateur forme une unité de construction avec le corps des bagues collectrices, unité qui peut être équili- brée avant le montage et qui permet d'obtenir une réduction de la dispersion du flux magnétique sur l'induit à pôles à griffes par rapport aux ventilateurs en tôles d'acier. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - le disque d'induit est muni, entre son moyeu et les aubes de ventilateur, d'interruptions pour le passage de l'air vers la zone arrière des aubes de ventilateur; - dans au moins l'une des interruptions se trouve un raccord de l'enroulement d'induit sur le conducteur de raccordement de l'une des bagues collectrices; - dans le sens de rotation de l'arbre d'induit, avant chaque aube de ventilateur, la zone extérieure du disque de ventilateur présente un évidement qui va respec- tivement de la tête jusqu'au pied du disque de ventila- teur. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de deux modes de réalisa- tion représentés sur les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 montre une coupe transversale à travers un induit à pôles à griffes selon l'objet de l'in- vention; - la figure 2 montre une vue de dessus de l'en- semble ventilateur-bague collectrice de l'induit selon la figure 1; - la figure 3 montre un autre exemple de réalisa- tion d'un ensemble ventilateur-bague collectrice selon une vue en élévation; et - la figure 4 montre une coupe longitudinale de cette réalisation selon la ligne IV-IV de la figure 3. Description des exemples de réalisation: A la figure 1, on a désigné un induit à pôles à griffes d'un alternateur pour véhicules à moteur, par la référence 10. Son enroulement d'excitation 11 est relié au moyen de fils de raccordement 12 à deux bagues collectrices 13 d'un système de collecteur 14 qui est fixé sur l'embout de l'arbre d'induit 16 situé du côté des bagues collec- trices. Dans ce cas, on dispose entre le système de collec- teur 14 et un ventilateur radial 17 situé du côté des bagues collectrices, un roulement à billes 31 sur l'arbre d'induit 16. Le ventilateur 17 se trouve directement avant la face frontale du disque à pôles à griffes 18 de droite. Avant la face frontale du disque de gauche 19, on dispose un ventilateur radial 20 situé du côté de l'entraînement. Le ventilateur 17 qui est situé du côté des bagues collec- trices est fabriqué d'une seule pièce avec le corps de sup- port 13, réalisé en matière plastique, des bagues collectrices 14. En liaison avec la figure 2, on peut voir que les aubes 22 du ventilateur radial 17 sont formées de manière symétrique des deux côtés sur la zone extérieure d'un dis- que de ventilateur 23. Le disque de ventilateur 23 est en outre formé sur un moyeu de ventilateur 24 fixé sur l'arbre d'induit 16 et sur lequel deux pièces de raccordement 25 se faisant vis-à-vis font saillie vers l'extérieur pour pou- voir raccorder respectivement à cet endroit une ligne de raccordement 12 de l'enroulement d'excitation 11. Les piè- ces de raccordement 25 forment les extrémités de deux con- ducteurs de raccordement 26, dont les autres extrémités sont respectivement soudées à l'une des bagues collectrices 13, et sont noyées dans le moyeu 24 du ventilateur, ainsi que dans une saillie axiale du moyeu constituée sous la forme d'une douille 27, et aussi dans le corps de support 21 des bagues collectrices 13. Le corps de support 21, la douille 27, le moyeu de ventilateur 24, le disque de venti- lateur 23 et les aubes du ventilateur 22 sont fabriqués d'une seule pièce en matière plastique, en faisant passer les douilles axiales 27 avec les conducteurs de raccorde- ment 26 noyés dedans, sous le roulement à billes arrière 18 de l'arbre d'induit 16. A partir de la figure 2, on peut voir que le disque de ventilateur 23 est pourvu, entre son moyeu 24 et les aubes de ventilateur 22, de plusieurs in- terruptions 28 réparties régulièrement sur le pourtour, à travers lesquelles passe un courant d'air indiqué par des flèches à la figure 1, vers la zone arrière des aubes du ventilateur 22, et grâce auxquelles on évacue la chaleur produite dans l'induit à pôles à griffes 10, depuis sa face frontale vers l'extérieur. Dans l'une des interruptions 28, on dispose de façon librement accessible, l'une des pièces de raccordement 25 servant au raccordement avec l'enroule- ment d'excitation 11. Les figures 3 et 4 montrent un autre exemple de réalisation d'un ensemble ventilateur-collecteur pour un induit à pôles à griffes selon la figure 1, dans lequel les mêmes pièces sont pourvues des mêmes références. La diffé- rence essentielle par rapport au premier exemple de réali- sation réside alors dans le fait qu'à la place des interruptions 28 dans le sens de rotation de l'induit 10 avant chaque aube de ventilateur 22, la zone extérieure du disque de ventilateur 23 présente des évidements 30, qui s'étendent de la tête 22a jusqu'au pied 22b des aubes de ventilateur 22. A travers les évidements 30 passe - comme indiqué par des flèches figure 4 - une partie du courant d'air allant vers l'induit à pôles à griffes 10, tandis qu'une autre partie du courant d'air, qui recueille la cha- leur d'un ensemble semi-conducteur/redresseur non représen- té, disposé avant le ventilateur, est évacuée vers l'exté- rieur par le ventilateur 17 à travers des fentes correspondantes du boîtier d'alternateur non représenté. R E V E N D I C A T I 0 NS 1 ) Induit pour appareils électriques, en parti- culier induit à pôles à griffes pour alternateurs de véhi- cules à moteurs, avec un système de bagues collectrices à une extrémité de l'arbre d'induit, les bagues collectrices étant reliées aux extrémités d'un enroulement d'induit, ainsi qu'avec un ventilateur sur la face frontale de l'in- duit située du côté des bagues collectrices, face fabriquée d'une seule pièce en matière plastique avec le corps de support des bagues collectrices, induit caractérisé en ce que les aubes de ventilateur (22) sont formées de manière au moins à peu près symétrique des deux côtés sur la zone extérieure d'un disque de ventilateur (23), et en ce que le moyeu de ventilateur (24) muni d'une saillie axiale (27) portant des conducteurs de raccordement (26) passe sous un roulement (18) de l'arbre d'induit (16), qui est relié d'une seule pièce au corps de support (21) des bagues col- lectrices (13). 2 ) Induit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque d'induit (23) est muni, entre son moyeu (24) et les aubes de ventilateur (22), d'interruptions (28) pour le passage de l'air vers la zone arrière des aubes de ventilateur. 3 ) Induit selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans au moins l'une des interruptions (28) se trouve un raccord (25) de l'enroulement d'induit (11) sur le conducteur de raccordement (26) de l'une des bagues col- lectrices (13). 4 ) Induit selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le sens de rotation de l'arbre d'induit (16) avant chaque aube de ventilateur (22), la zone exté- rieure du disque de ventilateur (23) présente un évidement (30) qui va respectivement de la tête (22a) jusqu'au pied (22b) du disque de ventilateur.