Brevet FR2743454A1 — publié le 19970711

ALTERNATEUR POUR VÉHICULES AUTOMOBILES ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un alternateur pour véhicules automobiles ou analogues, et son procédé de fabrication. Plus particulièrement, la présente invention concerne une structure de montage dans l'alternateur, servant à monter l'alternateur sur un moteur et son procédé de fabrication. 2. Description de l'art connexe Globalement, dans un procédé classique de montage d'un alternateur sur un moteur d'un véhicule automobile, lorsque le moteur vibre, cette vibration est orientée dans la direction de déplacement des pistons, c'est-à-dire vers l'alternateur. Il s'ensuit que le niveau des vibrations radiales est élevé. En outre, dans un moteur multicylindre, en raison d'une différence de phase lors du mouvement vertical de chaque piston, une vibration axiale de l'arbre rotatif de l'alternateur peut avoir lieu. En outre, avoir une vitesse de moteur élevée peut provoquer de fortes vibrations, étant donné que le niveau de vibration est directement proportionnel à la vitesse du moteur. Pour éliminer ces inconvénients, le brevet américain No.4 849 665 (Modèle d'Utilité Japonais, No. De publication Hei 5-40686) décrit une structure de montage servant à monter une bride de support, par serrage de cette dernière dans une direction perpendiculaire à une direction axiale d'un arbre rotatif d'un alternateur. D'autre part, le brevet américain 4 954 272 (Modèle d'Utilité Japonais, No. De publication Hei 6-6688) décrit une bride ayant une gorge en forme de U formée dans une direction qui est perpendiculaire à la direction axiale de supports avant et arrière, respectivement. La bride est fixée par un boulon de montage, via un engagement par filetage. Il est décrit dans ce brevet que, pour chaque bossage de montage, l'ouverture de la gorge en U peut être formée dans une seule direction, au lieu d'être formée alternativement dans la direction opposée. Il est également décrit ici que la gorge en U peut être formée avec son ouverture orientée vers la gauche ou vers le bas. Dans ce domaine de l'art, il est depuis longtemps nécessaire de disposer d'une structure qui soit solide et résistante aux vibrations, présente moins d'étapes S15 d'usinage pour tout le carter, et soit exempte de tout défaut de fabrication, tout en permettant la formation de trous de montage et de trous de positionnement. Résumé de l'invention Un but de la présente invention est de proposer un alternateur pour véhicules automobiles, ayant une structure de montage, dans lequel les étapes d'usinage sont réduites durant le procédé de fabrication de la structure de montage. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'un alternateur pour véhicules automobiles, qui améliore le rendement et la qualité lors du procédé d'assemblage de la structure de montage. Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'un alternateur pour véhicules automobiles, ayant une structure de montage qui augmente la force et la résistance aux vibrations de la structure de montage et qui réduise toute existence de défaut dans le trou de montage, en fournissant des trous de positionnement communs aux supports. En vue d'atteindre les buts précités, la présente invention propose un alternateur pour véhicules automobiles ayant un carter servant à maintenir un stator entre des supports avant et arrière, ledit alternateur comprenant une première section de montage latérale formée d'un seul tenant avec le support avant et ayant des trous de montage pour être montés directement sur un moteur, au moyen d'outils de montage, une deuxième section de montage latérale formée d'un seul tenant avec le support arrière et ayant des trous de montage directement montés sur un moteur, au moyen d'outils de montage, caractérisé en ce - que lesdits trous de montage prévus respectivement dans les première et deuxième sections de montage latérales comprennent au moins trois trous à gorge en forme de U, formés par un outil de finition et disposés dans une direction perpendiculaire à une direction axiale d'un arbre rotatif de l'alternateur, et débouchent dans la même direction que la direction axiale de l'arbre rotatif, chacun desdits trous étant ouvert alternativement dans des directions opposées, un par un, et dans lequel au moins l'une des sections de montage latérales présente des trous de positionnement servant à positionner circonférentiellement les supports avant et arrière dans les trous de montage ménagés dans la direction axiale de l'arbre rotatif. De plus, la présente invention propose un procédé de fabrication d'un alternateur pour véhicules automobiles, ayant un carter servant à maintenir un stator entre un support avant et arrière. Selon l'invention, le procédé de fabrication de l'alternateur est caractérisé par un procédé de formation d'un seul tenant d'une section de montage latérale, par le moulage d'un support avant ou d'un support arrière, ledit procédé de formation de monture latérale comprenant les étapes de: formation de trous de montage dans la section de montage latérale par un perçage dans une direction perpendiculaire à une direction axiale d'un arbre rotatif de l'alternateur, ces trous étant formés par un outil de finition dans une pièce de moulage, dans une direction qui est identique à une direction axiale d'un arbre rotatif; et formation de trous de positionnement afin de positionner circonférentiellement les supports avant et arrière, par un perçage dans la direction axiale de l'arbre rotatif. Par conséquent, la présente invention permet d'obtenir une structure de montage ayant une résistance supérieure aux vibrations et de former des trous de montage dans la section de montage latérale, par l'outil de finition, dans le moulage, de manière que, non seulement, le nombre d'étapes d'usinage du carter puisse être réduit, mais également que tout défaut lors de la fabrication des trous de positionnement communiquant avec les trous de montage puisse être empêché, ce qui améliore la qualité du produit et réduit le coût de fabrication. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de face d'un alternateur pour véhicules automobiles, représentant un exemple selon la présente invention; la figure 2 est une vue du côté gauche de l'alternateur pour véhicules automobiles représenté sur la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne A-A de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe transversale suivant la ligne B-B de la figure 2; la figure 5 est une vue en perspective, partiellement à plus grande échelle, de la section de montage latérale représentée sur la figure 1; la figure 6 est une vue en coupe transversale suivant la ligne C-C de la figure 2, avant la formation des trous de positionnement; la figure 7 est une vue en coupe transversale suivant la ligne C-C de la figure 2; la figure 8 est une vue du côté gauche de la section de montage latérale, représentant un autre exemple selon l'invention; la figure 9 est une vue du côté gauche de la section de montage latérale, représentant un autre exemple selon l'invention; la figure 10 est une vue de face d'un alternateur pour véhicules automobiles selon l'art antérieur; et la figure 11 est une vue du côté gauche de l'alternateur pour véhicules automobiles représenté sur la figure 10. Description des modes de réalisation préférés Une structure de base d'un alternateur pour véhicules automobiles de ce type est décrite ci-après en se référant à la figure 10, pour mieux comprendre le concept de la présente invention. La figure 10 est une vue de face représentant un alternateur de type classique à montage latéral et la figure 11 est une vue du côté gauche de ce dernier. Sur les figures 10 et 11, un support arrière 1 est placé sur le côté gauche d'un carter de l'alternateur et présente des sections de montage latérales 11, 12 faisant saillie verticalement en deux points, dans une direction radiale, et un arbre rotatif est placé entre elles. Des trous taraudés 13 sont utilisés pour fixer un stator ou d'autres parties incorporées, ou pour assembler un carter à un autre. Des fenêtres d'admission 14 sont utilisées pour aspirer de l'air de refroidissement, et des fenêtres d'échappement 15 sont utilisées pour faire échapper l'air. De manière analogue, le support avant 2 est placé sur le côté droit du carter de l'alternateur et présente des sections de montage latérales 21, 22 faisant saillie verticalement en deux points, correspondant aux sections de montage latérales 11, 12 du support arrière 1. Des trous taraudés 23 et des - fenêtres d'admission 24 correspondent respectivement aux trous supérieurs 13 et aux fenêtres d'admission 14 du support arrière 1. Les sections de montage latérales 11, 12, 21, 22 sont respectivement disposées parallèlement entre elles et chacune des sections de montage latérales a respectivement des trous de montage lia, 12a, 21a, 22a qui sont perpendiculaires à l'arbre rotatif. Les sections de montage latérales 11, 12, 21 et 22 sont directement montées sur un moteur par des moyens de montage, tels qu'un boulon. Une amélioration des trous de montage est décrite ci-après. Dans la structure de base décrite ci-dessus, le nombre de parties de montage du côté moteur peut être réduit, de telle manière que tout l'alternateur puisse être fabriqué avec de faibles dimensions, par rapport à un alternateur quelconque pour véhicules automobiles qui n'est pas du type à montage latéral. En outre, l'intégration ou l'unification entre l'alternateur et le moteur est particulièrement augmentée, donnant lieu à des avantages tels qu'une plus grande résistance aux vibrations, et à de plus faibles vibrations. Un procédé de fabrication classique du carter est décrit en bref ciaprès. Le carter est habituellement formé par un moulage sous pression en aluminium, comprenant les étapes de moulage d'aluminium en fusion dans une matrice, formation de fenêtres d'admission et d'échappement et traitement de trous taraudés et de faces d'extrémité par usinage. Plus spécifiquement, il est classique de former des sections de montage latérales 11, 12, 21 et 22, des fenêtres d'admission 14 et 24 et des fenêtres d'échappement 15 par moulage, et de former des trous taraudés 13 et 23 et des trous de montage lia, 12a, 21a et 22a par usinage. Sur le principe de moulage sous pression, la forme d'une section formée par moulage est nécessairement taraudée dans une direction. Lors de l'étape d'assemblage, il est nécessaire que le support arrière 1 et le support avant 2, tous deux incorporant des parties internes de l'alternateur, soient assemblés via un positionnement précis des trous taraudés 13 et 23, au moment du maintien d'un stator 3 entre eux. En vue de positionner avec précision le support arrière 1 et le support avant 2 dans une direction circonférentielle, il existe plusieurs procédés, tels que la formation de trous de positionnement 12b, 22b dans la direction axiale de l'arbre rotatif ou la réalisation d'un usinage précis par établissement, par exemple, d'une face d'extrémité de la section de montage latérale à titre de surface de référence. Cependant, l'un des problèmes du procédé classique de fabrication du carter, comme illustré sur les figures 10 et 11, est que, bien qu'il soit possible d'usiner les trous autres que les trous de montage de la section de montage latérale lors d'une étape, du fait qu'ils sont ménagés dans la direction axiale, il est nécessaire d'usiner séparément les trous de montage de la section de montage latérale, du fait qu'ils sont ménagés dans la direction radiale. En outre, étant donné que l'usinage de la face d'extrémité des trous de montage est essentiel pour obtenir un positionnement précis des supports avant et arrière, un autre problème se pose qui est que les étapes d'usinage sont augmentées. En outre, lors de l'étape d'usinage des trous de positionnement, une pression est exercée dans la partie interne des trous de montage, agissant perpendiculairement par rapport aux trous de positionnement, nuisant de ce fait au travail d'assemblage et à la qualité du produit. La figure 1 est une vue de face d'un alternateur pour véhicules automobiles, représentant un exemple de l'invention dans lequel les problèmes précités sont résolus et la figure 2 est une vue du côté gauche de ce dernier. Dans le support arrière 100 et le support avant , des trous llc, lld, 12c, 12d, 21c, 21d, 22c et 22d, qui sont formés par l'outil de finition dans le moulage, débouchent dans la même direction que la direction axiale de l'arbre rotatif. Ainsi, chaque section de montage latérale est pourvue de plusieurs trous à gorge en forme de U débouchant vers la gauche et vers la droite (voir la figure 1). Etant donné que les trous formés par l'outil de finition dans le moulage sont orientés dans la même direction que la direction axiale de l'arbre rotatif et étant donné que la direction de finition est identique à celle des autres composants, tels que les fenêtres d'admission, il est possible de forer les trous à l'aide de l'outil de finition, tandis que les fenêtres sont formées par moulage. Il est inutile d'exécuter toute autre étape de moulage ou d'usinage. Plus spécifiquement, en se référant à la section de montage latérale 11 sur la figure 1, l'outil de finition est dessiné de manière que la forme de gorge en U du trou l1d formée par l'outil de finition et se trouvant de ce côté soit ouverte vers la droite, et la forme de gorge en U du trou lic formée par l'outil de finition et se trouvant de l'autre côté soit ouverte vers la gauche. Par conséquent, les trous formés par au moins deux types d'outils de finition, devant être ouverts vers la droite et vers la gauche, sont prévus sur chaque section de montage latérale. Il s'ensuit que deux trous llc et trois trous lld, étant au nombre de cinq au total, sont formés par l'outil de finition dans la section de montage latérale 11. Les trous lld formés par l'outil de finition dans la section de montage latérale 11 sont disposés à l'opposé des trous 21d formés par l'outil de finition dans la section de montage latérale 21, le plan perpendiculaire à la direction axiale de l'arbre rotatif passant entre eux. La figure 3 est une vue en coupe transversale suivant la ligne A-A de la figure 2 et représentant une forme latérale du trou 12d formé par l'outil de finition, et dans laquelle la forme extérieure de l'extrémité supérieure de la section de montage latérale 12 est cylindrique et la forme intérieure est une gorge en U's'ouvrant vers la droite. La figure 4 est une vue en coupe transversale suivant la ligne B-B de la figure 2 et représentant une vue en coupe de la forme du trou 12c formé par l'outil de finition, et dans laquelle la forme extérieure de l'extrémité supérieure de la section de montage latérale 12 est formée de façon à être cylindrique conjointement avec le trou 12d, et la forme intérieure est une gorge en forme de U s'ouvrant vers la gauche. Les trous lic et l1d de la figure 1, formés par l'outil de finition et qui s'ouvrent dans une direction opposée l'un par rapport à l'autre, sont partiellement recouverts, comme représenté sur la vue de côté de la figure 2, et le numéro de référence lie désigne une partie de chevauchement. Cette partie de chevauchement lie est disposée de manière que le trou lid et le trou l1c, tous deux formés par l'outil de finition, se chevauchent partiellement et il s'ensuit que quatre parties de chevauchement sont formées. Chaque partie de chevauchement lie présente un petit jeu qui permet à l'outil d'être retiré facilement et empêche la création d'un blocage. La figure 5 est une vue en perspective à plus grande échelle d'une section essentielle d'une structure d'une partie -de chevauchement lie et dans laquelle un trou lld est ouvert d'un côté, un trou 11c est ouvert du côté opposé et la partie de chevauchement lie s'étend sur les deux trous lic et lld. La partie cylindrique présente un trou de montage perpendiculaire à la direction axiale. De cette manière, la section de montage latérale présente cinq trous formés par l'outil de finition, de manière à s'ouvrir parallèlement à la direction axiale de l'arbre rotatif, et un trou de montage formé de manière à être perpendiculaire à la direction axiale de l'arbre rotatif. De la même manière, les sections de montage latérales 21 et 22 restantes sont également pourvues de trous de montage 210 et 220, formés par l'outil de finition dans le moulage. Dans la section de montage latérale 12, en vue de positionner le support arrière 1 et le support avant 2, des trous de positionnement 12b et 22b sont formés dans la direction axiale, comme représenté sur les figures 1 et 2, et un boulon traversant (non illustré), par exemple, est inséré dans ces trous de positionnement et serré rigidement. La figure 6 est une vue en coupe transversale représentant une étape de formation du trou de positionnement 12b. D'abord, des trous 12f et 12e sont formés par l'outil de finition, de la même manière que les trous précités ménagés à l'opposé l'un de l'autre. Le trou 12e présente une ouverture orientée vers la gauche et le trou 12f présente une ouverture orientée vers la droite. Ensuite, une partie 12g se trouvant entre les côtés arrière des trous 12e et 12f est usinée, formant de ce fait le trou de positionnement 12b comme représenté sur la figure 5 qui est une vue en coupe transversale suivant la ligne C-C. De la même manière, le trou de positionnement 22b ménagé dans la section de montage latérale 22 est formé par usinage. Dans le procédé de formation des trous de positionnement des sections de montage latérales tel que décrit ci-dessus, la partie interne des trous de montage 120 et 220 allongée ne peut pas produire de blocage au moment de l'usinage des trous de positionnement 12b et 22b, permettant de ce fait d'obtenir un assemblage efficace au moment de l'insertion d'un boulon dans le trou de montage. Bien que quatre sections de montage latérales soient formées sur les supports du carter, dans l'exemple précité représenté sur la figure 1, il est également préférable d'augmenter ou de réduire la section de montage latérale, de manière que chaque section de montage latérale soit formée respectivement sur le support arrière 1 et le support avant 2, par exemple. Dans ce cas, seules les sections de montage latérales 12 et 21 sont formées. En outre, il n'est pas toujours nécessaire de prévoir les trous de positionnement 12b et 22b seulement dans les sections de montage latérales 12 et 22. Par exemple, les trous de positionnement 12b et 22b peuvent être prévus dans l'une des sections de montage latérales 11 et 21, ou dans les deux. Selon la dimension de l'alternateur, il est également préférable de prévoir au moins trois trous lic, lid et lic qui sont formés par l'outil de finition dans la section de montage latérale 11, de manière que les trois trous puissent être ouverts alternativement dans la direction opposée (voir la figure 8). De la même manière, il est également préférable que trois trous 12c, 12f et 12c qui sont formés par l'outil de finition soient prévus dans la section de montage latérale 12 et que le trou de positionnement 12b soit prévu sur le trou 12f, comme représenté sur la figure 9. Les avantages de la présente invention permettent à présent de ménager les trous de montage dans les sections de montage latérales, au moyen de l'outil de finition dans la pièce de moulage, pour empêcher tout défaut lors de la fabrication des trous de positionnement associés aux trous de montage, d'améliorer la qualité du carter, de réduire le nombre d'étapes de travail sur le carter et de réduire le coût de fabrication de tout le carter. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Alternateur pour véhicules automobiles ayant un carter servant à maintenir un stator (3) entre des supports avant et arrière (2, 1), comprenant: une première section de montage latérale (21, 22) formée d'un seul tenant avec le support avant (2) et ayant des trous de montage (210,220) pour permettre le montage directement sur un moteur, au moyen d'outils de montage, une deuxième section de montage latérale (11, 12) formée d'un seul tenant avec le support arrière (1) et ayant des trous de montage (110, 120) pour permettre le montage directement sur un moteur, au moyen d'outils de montage, caractérisé en ce que lesdits trous de montage (110, 120; 210, 220), prévus respectivement dans les première et deuxième sections de montage latérales (11, 12; 21, 22), comprennent au moins trois trous à gorge en forme de U (l1c, lld; 12c, 12d), formés par un outil de finition, disposés dans une direction perpendiculaire à la direction axiale d'un arbre rotatif de l'alternateur, et débouchent dans la même direction que la direction axiale de l'arbre rotatif, chacun desdits trous (llc, lld; 12c, 12d) étant ouvert alternativement dans une direction opposée, et en ce qu'au moins l'une des sections de montage latérales (11, 12; 21, 22) présente des trous de positionnement (12b, 22b), ménagées dans la direction axiale de l'arbre rotatif servant à positionner circonférentiellement les supports avant et arrière (1, 2) dans les trous de montage (lic, l1d; 12c, 12d). 2. Alternateur pour véhicules automobiles selon la revendication 1, dans lequel lesdits trous de montage (llc, lld; 12c, 12d) formés par ledit outil de finition présentent une forme de gorge en U, orientée dans la même direction que des fenêtres d'admission et d'échappement qui sont formées dans la même direction que la direction axiale de l'arbre rotatif. 3. Alternateur pour véhicules automobiles selon la revendication 1, dans lequel ladite première ouverture de trou orientée dans la direction opposée est partiellement recouverte par une partie de recouvrement, constituée entre l'une des ouvertures de trous restantes orientées dans une première direction et l'une des ouvertures de trous restantes orientées dans une deuxième direction. 4. Procédé de fabrication d'un alternateur pour véhicules automobiles, ayant un carter servant à maintenir un stator (3) entre un support avant (2) et un support arrière (1), caractérisé par un procédé de formation d'un seul tenant d'une section de montage latérale (11, 12; 21, 22), par la fabrication par moulage d'un support avant (2) et d'un support arrière (1), ledit procédé de formation de montures latérales (11, 12; 21, 22) comprenant les étapes de: formation de trous de montage (110, ; 210, 220; llc, lld; 12c, 12d) dans la section de montage latérale (11, 12; 21, 22) par un perçage dans une direction perpendiculaire à une direction axiale d'un arbre rotatif de l'alternateur, ces trous étant formés par un outil de finition dans une pièce de moulage, dans une direction qui est identique à la direction axiale d'un arbre rotatif; et formation de trous de positionnement (12b, 22b) afin de positionner circonférentiellement les supports avant et arrière (1, 2), par un perçage dans la direction axiale de l'arbre rotatif. 5. Procédé de fabrication d'un alternateur pour véhicules automobiles selon la revendication 4, dans lequel lesdits trous de montage (llc, l1d; 12c, 12d) formés par l'outil de finition dans la pièce de moulage sont prévus dans la même direction que la direction axiale de l'arbre rotatif et dans la même direction que la direction de formation des fenêtres d'admission dans lesdits supports. 6. Procédé de fabrication d'un alternateur pour véhicules automobiles selon la revendication 4, dans lequel lesdits trous de positionnement (12b, 22b) sont formés par le creusement de deux trous (12, 12f) au moyen de l'outil de finition, de manière à déboucher dans la même direction que la direction axiale de l'arbre rotatif, mais les directions d'ouverture des deux trous étant opposées l'une à l'autre, et par usinage d'une partie (12g) subsistant entre les deux trous formés par un outil de finition et débouchant dans une direction opposée, l'un par rapport à l'autre.