Brevet FR2737818A1 — publié le 19970214

La présente invention concerne un alternateur de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un alternateur de véhicule automobile du type sans balais comportant un refroidissement à eau. On connaît différentes conceptions d'un tel type d'alternateur dont certains exemples sont décrits et représentés dans le document EP-B1-0.231.785. De tels alternateurs comportent: - un stator dont l'enveloppe comporte au moins une jupe annulaire cylindrique et un flasque transversal d'extrémité axiale qui délimitent une enceinte à l'intérieur duquel est notamment monté tournant un rotor dont l'arbre est guidé en rotation par un premier palier central du flasque transversal et par un second palier central d'un couvercle transversal de fermeture de l'autre extrémité axiale de l'enceinte, l'arbre du rotor faisant saillie axialement à l'extérieur du stator par une de ses extrémités qui porte une poulie d'entraînement; - un noyau fixe qui porte un bobinage d'excitation et qui est fixé sur la face interne du flasque transversal auquel il transmet sa chaleur; - un boîtier qui entoure l'enveloppe du stator et qui délimite avec la jupe et avec le flasque transversal du stator une chambre annulaire périphérique et une chambre transversale de refroidissement, respectivement, qui sont remplies d'un fluide caloporteur; et - un pont redresseur adjacent à la face externe du couvercle auquel il transmet sa chaleur. Dans différentes conceptions proposées dans le document mentionné ci-dessus, et notamment à la figure 10 de ce document, l'extrémité axiale de l'arbre du rotor qui porte la poulie d'entraînement traverse le flasque transversal et une cloison du boîtier, tandis que le noyau fixe est centré et fixé sur la face interne du couvercle de fermeture de l'enceinte. Le centrage relatif du noyau fixe par rapport au noyau tournant porté par le rotor est donc assuré indirectement par le centrage relatif du couvercle par rapport à l'enveloppe du stator. Par ailleurs, cette conception nécessite de prévoir des moyens d'étanchéité complexes autour du palier du flasque transversal qui est traversé par l'arbre du rotor. Enfin, ce document ne propose aucun moyen simple et fiable de fixation d'un noyau fixe sur une paroi qui délimite en partie une chambre transversale de refroidissement. La présente invention a pour but de proposer un alternateur de véhicule automobile du type sans balais mentionné précédemment dont la conception remédie aux inconvénients qui viennent d'être évoqués. Dans ce but, l'invention propose un alternateur caractérisé en ce que l'extrémité axiale de l'arbre du rotor qui porte la poulie d'entraînement traverse le couvercle, et en ce que le flasque radial d'extrémité est une pièce pleine dont la face interne comporte un logement pour le premier palier et sur laquelle le noyau est fixé pour lui transmettre sa chaleur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le noyau fixe est fixé au flasque transversal par des vis dont le corps traverse le flasque transversal et est monté vissé dans le corps du noyau fixe, et dont les têtes sont agencées dans la chambre transversale de refroidissement; - la face interne du flasque transversal comporte un manchon cylindrique central dont l'alésage interne reçoit le premier palier, et le noyau fixe est centré sur la face cylindrique externe du manchon; - l'enveloppe est une pièce réalisée par moulage en une seule pièce qui comporte un collet radial extérieur pour sa fixation contre une face d'appui en vis-à-vis du boîtier; - la paroi interne de la jupe annulaire de l'enveloppe comporte une rainure axiale pour le passage d'au moins un fil conducteur qui s'étend depuis le bobinage d'excitation et qui traverse le couvercle en direction du pont redresseur; - le couvercle comporte, au voisinage de son bord périphérique extérieur, un tronçon cylindrique pour son centrage dans la paroi interne de la jupe annulaire de l'enveloppe et qui se prolonge radialement vers l'extérieur par une bride de fixation qui prend appui contre le bord annulaire d'extrémité libre de la jupe annulaire de l'enveloppe. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans lequel: - La figure 1 est une vue en section axiale d'un alternateur réalisé conformément aux enseignements de l'invention; et - la figure 2 est une vue de détail en section selon la ligne 2-2 de la figure 1. On a représenté sur la figure 1 un alternateur 10 du type sans balai. L'alternateur comporte un stator constitué pour l'essentiel par une enveloppe de stator 12 qui est une pièce réalisée par moulage. L'enveloppe 12 est constituée par une jupe annulaire 14 de forme générale cylindrique qui se prolonge à l'une de ses extrémités axiales par un flasque transversal d'extrémité 16. La jupe 14 et le flasque 16 délimitent une enceinte 20 dans laquelle est notamment agencé un bobinage statorique 22 qui est centré dans l'enveloppe 12 par des joints souples 24 et qui est maintenu axialement en position par une bague métallique 26 qui participe également à la transmission de la chaleur produite dans le bobinage statorique 22 en direction de la jupe annulaire 14 de l'enveloppe 12. Le flasque transversal 16 est une pièce pleine qui comporte, centré sur l'axe général X-X de l'alternateur 10, un manchon cylindrique 28 dont l'alésage interne 30 reçoit un premier palier 32 réalisé ici sous la forme d'un roulement à billes. La surface cylindrique externe 34 du manchon 28 est usinée et elle constitue une portée de centrage pour le corps 36 d'un noyau fixe 38 qui porte, selon une conception connue, un bobinage d'excitation 40. Selon une caractéristique de l'invention, le corps 36 du noyau fixe 38 est fixé par une série de vis 42 dont une est représentée sur la figure 1, et dont chacune comporte un corps fileté 44 qui traverse le flasque 16 pour être vissé dans le corps 36 du noyau fixe 38, la tête 46 de chaque vis étant agencée à l'extérieur de l'enveloppe 12 et prenant appui contre la face externe 48 du flasque 16. Le serrage des vis 42 provoque le serrage axial du corps 36 du noyau fixe 38 contre la face interne 50 du flasque transversal 16. L'enveloppe 12 est fermée, à son extrémité axiale opposée au flasque 16 par un couvercle transversal 52 qui est une pièce en forme générale de disque 54 qui comporte un alésage central 56 dans lequel est monté un second palier 58 constitué par un roulement à billes. Le corps en forme de disque 54 du couvercle 52 se prolonge axialement, au voisinage de son bord périphérique 60, par un tronçon cylindrique 62 qui assure le centrage du couvercle 52 dans la face interne cylindrique 64 de la jupe 14. Le tronçon 62 se termine par une bride radiale extérieure 66 de fixation du couvercle 52 sur la jupe 14, par des vis 68, qui prend appui contre la face transversale annulaire d'extrémité 70 de la jupe 14. L'enceinte 20 est donc délimitée par l'enveloppe 12 et par le couvercle 52. Selon une conception connue, le stator est refroidi par eau. A cet effet, l'enveloppe 14 est entourée par un boîtier 72, représenté de manière schématique sur la figure 1, qui entoure l'enveloppe pour délimiter avec cette dernière une chambre de refroidissement qui contient un liquide caloporteur, par exemple de l'eau. La chambre de refroidissement comporte une chambre annulaire périphérique 74 qui entoure la jupe 14 de l'enveloppe 12 et une chambre transversale d'extrémité 76 qui s'étend en regard du flasque transversal 16, les têtes 46 des vis 42 étant situées dans la chambre transversale d'extrémité 76. Le boîtier 72 peut par exemple être réalisé sous la forme d'une pièce de fonderie comportant des moyens pour la fixation de l'alternateur sur le véhicule. La surface périphérique de la jupe 14 comporte une portée annulaire usinée 80 pour son centrage à l'intérieur du boîtier 72 et la fixation de l'enveloppe 14 est assurée grâce à un collet radial extérieur 82 qui prend appui contre une face transversale d'extrémité 84 du boîtier 72, le serrage axial des deux composants étant assuré par des vis (non représentées) qui traversent des trous 86 formés dans le collet 82. L'étanchéité peut bien entendu être complétée par des garnitures d'étanchéité non représentées sur les figures. Le stator 22 reçoit à rotation un rotor 90 qui est constitué pour l'essentiel par une roue polaire principale étagée 92 et par une roue polaire en porte-à-faux 94 qui sont fixées entre elles par un anneau 96 en matériau amagnétique. Le rotor 90 est monté à rotation par l'intermédiaire d'un arbre de rotor 98 dont un tronçon cannelé 100 traverse la roue polaire principale 92. Une première extrémité 103 de l'arbre 98 est montée à rotation dans le flasque transversal 16 par l'intermédiaire du palier 32 tandis que sa seconde extrémité 102 qui s'étend axialement au-delà du couvercle 52, c'est-à-dire au-delà de la face externe 53 de ce dernier, porte une poulie d'entraînement 104. Le tronçon d'extrémité 106 de l'arbre 98 situé entre le tronçon cannelé 100 et son extrémité libre 102 est monté à rotation dans le second palier 58 agencé dans le couvercle 52. Pour son fonctionnement et pour le redressement du courant qu'il produit, l'alternateur 10 comporte différents composants électriques et électroniques qui sont plaqués contre la face externe 53 du couvercle 52. Ces composants 108 comportent notamment un pont redresseur qui transmet sa chaleur au couvercle 52. Les composants 108 sont protégés par un capot extérieur en matière plastique 110 comportant des oules d'aération 112. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bobinage d'excitation 40 est relié par des fils 114 au pont redresseur. A cet effet, des fils 114 s'étendent dans une rainure axiale 116 formée dans la paroi interne 64 de la jupe annulaire cylindrique 14 de l'enveloppe 12, puis ils traversent le couvercle 52 à travers un trou 118. Comme on le comprend aisément, l'assemblage étanche de l'ensemble des composants agencés dans l'enceinte 20 est particulièrement aisé dans la mesure o l'arbre du rotor ne traverse pas le flasque 16. Par ailleurs, le noyau fixe 38 est centré sur une partie du flasque 16 qui assure également directement, par l'intermédiaire du palier 32, le centrage de l'arbre 98 du rotor 90 et donc le centrage relatif du noyau fixe 38 par rapport à la roue polaire principale 92 du rotor. REVENDICATIONS 1. Alternateur (10) de véhicule automobile du type sans balai comportant: - un stator dont l'enveloppe (12) comporte au moins une jupe annulaire cylindrique (14) et un flasque transversal (16) d'extrémité axiale qui délimitent une enceinte (20) à l'intérieur de laquelle est notamment monté tournant un rotor (90) dont l'arbre (98) est guidé en rotation par un premier palier (32) central du flasque transversal (16) et par un second palier central (58) d'un couvercle transversal (52) de fermeture de l'autre extrémité axiale de l'enceinte (20), l'arbre (98) du rotor faisant saillie axialement à l'extérieur du stator par une (102) de ses extrémités axiales qui porte une poulie d'entraînement (104); - un noyau fixe (38) qui porte un bobinage d'exci- tation (40); - un boîtier (72) qui entoure l'enveloppe (12) du stator et qui délimite avec la jupe (14) et avec le flasque transversal (16) du stator une chambre annulaire périphérique (74) et une chambre transversale (76) de refroidissement, respectivement, qui sont remplies d'un fluide caloporteur; et - un pont redresseur (108) adjacent à la face externe (53) du couvercle (52) auquel il transmet sa chaleur; caractérisé en ce que l'extrémité axiale (102) de l'arbre (98) du rotor (90) qui porte la poulie d'entraînement (104) traverse le couvercle (52), et en ce que le flasque transversal d'extrémité (16) est une pièce pleine dont la face interne (50) comporte un logement (30) pour le premier palier (32) et sur laquelle le noyau (36, 38) est fixé pour lui transmettre sa chaleur. 2. Alternateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau fixe (36, 38) est fixé au flasque transve- rsal (16) par des vis (42) dont le corps fileté (44) traverse le flasque transversal (16) et est monté vissé dans le corps (36) du noyau fixe (38), et dont les têtes (46) sont agencées dans la chambre transversale de refroidissement (76). 3. Alternateur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la face interne (50) du flasque transversal (16) comporte un manchon cylindrique central (28) dont l'alésage interne (30) reçoit le premier palier (32), et en ce que le noyau fixe (36, 38) est centré sur la surface cylindrique externe (34) du manchon (28). 4. Alternateur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe (14) est une pièce réalisée par moulage en une seule pièce qui comporte un collet radial extérieur (82) pour sa fixation contre une face d'appui en vis-à-vis (84) du boîtier (72). 5. Alternateur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que la paroi interne (64) de la jupe annulaire (14) de l'enveloppe (12) comporte une rainure axiale (116) pour le passage d'au moins un fil conducteur (114) qui s'étend depuis le bobinage d'excitation (40) et qui traverse le couvercle (52) en direction du pont redresseur (108). 6. Alternateur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le couvercle (52) comporte, au voisinage de son bord périphérique extérieur (60), un tronçon cylindrique (62) pour son centrage dans la paroi interne (64) de la jupe annulaire (14) de l'enveloppe (12) et qui se prolonge radialement vers l'extérieur par une bride de fixation (66) qui prend appui axialement contre le bord annu- laire d'extrémité libre (70) de la jupe annulaire (14) de l'enveloppe (12).