Brevet FR2743951A1 — publié le 19970725

La présente invention concerne d'une façon générale les alternateurs de véhicules automobiles, et plus particulièrement un perfectionnement à un alternateur dit à ventilation interne, c'est-à-dire comportant au moins un ventilateur situé contre le flanc d'une pièce du rotor de l'alternateur, à l'intérieur du carter de celui-ci. Lors de la rotation de l'alternateur, les ventilateurs provoquent la circulation d'un flux d'air de refroidissement important à l'intérieur de celui-ci, via des ouies ménagées dans le carter. Classiquement, ces ventilateurs sont réalisés par découpage et pliage de tôle d'acier et sont rapportés, sur les flancs des roues polaires du rotor ou sur le corps de bobine de ce même rotor. Du fait des vitesses de rotation sans cesse croissantes des alternateurs modernes, il est nécessaire de prendre des précautions pour éviter tout jeu dans la fixation d'un ventilateur sur le flanc du rotor. En effet, sous l'effet des vibrations, les pales du ventilateur, en particulier celles situées dans les creux entre cornes polaires de la pièce polaire contre laquelle le ventilateur est fixé, prennent une amplitude de vibration importante et risquent de se rompre. I1 existe à l'heure actuelle plusieurs solutions pour assurer une fixation minimisant ce type de risque. L'une de ces solutions consiste à effectuer tout d'abord un sertissage annulaire du ventilateur, puis un soudage sur la roue polaire. Cette technique est cependant lourde en ce qu'elle implique deux opérations distinctes. On connaît également par FR-A-2 603 142 une solution dans laquelle le ventilateur, qui présente une certaine concavité sur sa face tournée vers le flanc de la roue polaire, est appliqué contre ce flanc, qui est plan, et un écrou de montage du ventilateur est vissé sur l'arbre de rotor pour presser la région centrale du ventilateur contre le flanc de la pièce polaire et y engendrer une précontrainte par déformation élastique. Cette solution est toutefois désavantageuse en ce qu'elle nécessite sur l'arbre du rotor des aménagements de fixation particuliers (filetage et écrou), et qu'elle impose que le ventilateur s'étende radialement vers l'intérieur jusqu'au proche voisinage de l'arbre de rotor, ce qui est consommateur de matière et qui s'éloigne des tendances actuelles à réaliser des ventilateurs pouvus de grandes ouvertures centrales. La présente invention vise à pallier les inconvénients de l'état de la technique et à proposer un nouvel assemblage d'un ventilateur sur une pièce de rotor qui assure la précontrainte satisfaisante du ventilateur tout en utilisant des techniques d'assemblage plus simples et moins coûteuses. Elle propose à cet effet un alternateur, notamment pour véhicule automobile, comprenant un carter, un ensemble tournant reçu dans le carter et comprenant un rotor, un arbre de rotor et au moins un ventilateur fixé sur un flanc d'une pièce du rotor, situé à l'intérieur du carter et coopérant avec des ouies formées dans le carter pour assurer le refroidissement de l'alternateur, ainsi que des moyens de fixation du ventilateur sur le flanc de la pièce de rotor avec précontrainte, alternateur caractérisé en ce que le flanc de la pièce du rotor est concave, en ce que le ventilateur comporte un flasque qui, au repos, s'étend dans un plan, et en ce que les moyens de fixation comprennent des moyens de fixation périphérique par points au niveau du flasque du ventilateur. Des aspects préférés, mais non limitatifs, de l'alternateur selon l'invention sont les suivants - le flanc de la pièce du rotor est tronconique. - les moyens de fixation comprennent des ergots de sertissage venus de matière dans la pièce du rotor et engagés dans des ouvertures formées dans le flasque du ventilateur puis sertis. - les moyens de fixation comprennent des picots de soudage formés sur le flasque du ventilateur. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un ventilateur d'alternateur selon une première forme de réalisation de l'invention, la figure 2 est une vue en coupe axiale d'une pièce polaire d'alternateur selon cette première forme de réalisation de l'invention, la figure 3 est une vue en coupe du ventilateur de la figure 1 et de la pièce polaire de la figure 2, à l'état assemblé, la figure 4 est une vue de face de l'assemblage de la figure 3, la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un ventilateur d'alternateur selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, la figure 6 est une vue en coupe axiale d'une pièce polaire d'alternateur selon cette deuxième forme de réalisation de l'invention, la figure 7 est une vue en coupe du ventilateur de la figure 5 et de la pièce polaire de la figure 6, à l'état assemblé, et la figure 8 est une vue de face de l'assemblage de la figure 7. En référence tout d'abord aux figures 1 à 4, on a représenté un ventilateur 10, réalisé par découpage et pliage de tôle métallique, qui comprend un flasque 11 dans lequel est formée une ouverture circulaire centrale circonscrite par une collerette axiale 12. A la périphérie du flasque sont réalisée par pliage à environ 900 une pluralité de pales de ventilation obliques 13. Comme le montre la figure 1, le flasque 11 du ventilateur se situe au repos dans un plan perpendiculaire à son axe de rotation. Dans le flasque Il sont ménagés une pluralité de trous circulaires de sertissage 14. La figure 2 représente une pièce polaire 20 du rotor de l'alternateur, comportant de façon connue en soi une pluralité de cornes polaires 24 dirigées vers la pièce polaire opposée (non représentée) et un alésage axial 21 pour l'arbre de rotor (non représenté). Selon une caractéristique de l'invention, la pièce polaire 20 présente une face externe (à gauche sur la figure 2) qui est concave, en l'espèce conique, avec un demi-angle au sommet de 900-a. La valeur de l'angle a est de préférence comprise entre 3 et 100. La pièce polaire comporte en outre sur cette face concave une pluralité d'ergots de sertissage 23 venus de matière et positionnés d'une façon homologue des trous 14 du ventilateur. Le montage du ventilateur sur la pièce polaire s'effectue en appliquant le ventilateur sur le flanc concave de la pièce polaire, les ergots de sertissage 23 pénétrant dans les trous 14, et en exerçant une pression sur la région centrale du ventilateur, par exemple au niveau du bord libre de sa collerette 12, pour y engendrer une précontrainte. On procède ensuite au sertissage, par un procédé conventionnel, puis l'on relache la pression précitée. Les figures 3 et 4 illustrent le ventilateur 10 et la pièce polaire 20 après sertissage. Le sertissage assure dès lors un maintien du ventilateur dans son état de précontrainte, son flasque 11 adoptant par déformation élastique le profil de la face concave du flanc de la pièce polaire. On réalise ainsi un montage simple et économique d'un ventilateur avec précontrainte, sans compliquer la fabrication du ventilateur et avec seulement une légère adaptation de la pièce polaire, réalisée par forgeage ou pliage. On observera ici que la précontrainte du ventilateur permet de recourir à un sertissage en s'affranchissant des problèmes de jeu susceptibles d'apparaître d'une façon générale avec le sertissage, dans la mesure où la force de rappel élastique du flasque 11 du ventilateur 10 vers l'extérieur compense en permanence les éventuels jeux au niveau des points de sertissage. En conséquence, il devient possible de prévoir sur le ventilateur un nombre de pales accru, certaines pales pouvant sans inconvénient, en particulier sans risque de rupture, se trouver au droit des vides entre cornes polaires adjacentes 24. On observera par ailleurs que le sertis sage du ventilateur sur la pièce polaire permet de supprimer certains inconvénients liés à la fixation par soudage, et plus particulièrement - la trempe induite autour des points de soudure, qui risque de provoquer des criques et des cassures dans ces régions, - une soudure imparfaite due à une durée de soudure insuffisante, - un risque de détérioration du traitement de surface lorsque le ventilateur y a été soumis, - la nécessité d'une étape additionnelle de dégraissage des surfaces avant soudure. La seconde forme de réalisation de l'invention, illustrée sur les figures 5 à 8, se distingue de la première essentiellement en ce que la fixation du ventilateur 10 sur la pièce polaire 20 est assurée non plus par sertissage, mais par soudage, et peut rester intéressante malgré les inconvénients précités. Pour le reste, les éléments ou parties identiques ou similaires à ceux des figures 1 à 4 sont désignés par les mêmes signes de référence et ne seront pas à nouveau décrits. Ainsi le ventilateur 10 de la figure 5 comporte une pluralité de picots de soudage 15 légèrement saillants en remplacement des ouvertures 14 de la figure 1. Le ventilateur est alors fixé en place en l'apppliquant, avec pression centrale, contre le flanc de la pièce polaire 20, puis en effectuant le soudage et en relachant la pression. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et représentées, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. On observera enfin que la présente invention s'applique indiféremment aux ventilateurs côté arrière (côté redressement) et côté avant (côté poulie) des alternateurs. REVENDICATIONS 1. Alternateur, notamment pour véhicule automobile, comprenant un carter, un ensemble tournant reçu dans le carter et comprenant un rotor, un arbre de rotor et au moins un ventilateur (10) fixé sur un flanc d'une pièce (20) du rotor, situé à l'intérieur du carter et coopérant avec des ouies formées dans le carter pour assurer le refroidissement de l'alternateur, ainsi que des moyens de fixation du ventilateur sur le flanc de la pièce de rotor avec précontrainte, alternateur caractérisé en ce que le flanc de la pièce (20) du rotor est concave, en ce que le ventilateur (10) comporte un flasque (11) qui, au repos, s'étend dans un plan, et en ce que les moyens de fixation comprennent des moyens de fixation périphérique par points (23, 14: 15) au niveau du flasque (11) du ventilateur. 2. Alternateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flanc de la pièce (20) du rotor est tronconique. 3. Alternateur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent des ergots de sertissage (23) venus de matière dans la pièce (20 du rotor et engagés dans des ouvertures (14) formées dans le flasque (11) du ventilateur puis sertis. 4. Alternateur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent des picots de soudage (15) formés sur le flasque (11) du ventilateur.