Brevet FR2769146A1 — publié le 19990402

Etat de la technique L'invention concerne une machine électrique, en particulier un alternateur à courant triphasé sans bague col- lectrice, du type à rotor à pièce conductrice avec un enrou- lement d'excitation fixe et avec une roue polaire reliée à l'arbre d'entraînement, avec de préférence une pièce conduc- trice intégrée, l'arbre d'entraînement étant monté des deux côtés dans des roulements à billes disposés dans le carter de l'alternateur, l'un de ceux-ci dans le flasque, situé du côté de l'entraînement, servant de ce qu'on appeile corps de re- froidissement négatif, sur lequel est fixé à l'extérieur ce qu'on appelle un corps de refroidissement positif d'une unité de redresseur avec ses diodes négatives et avec ses diodes positives et en outre une plaque de raccordement vissée à l'extérieur avec le flasque, un régulateur qui sert à la ré- gulation de l'alternateur, et qui est pourvu d'un socle d'en- fichage étant disposé sur le flasque et ces pièces étant entourées par un capot de protection, fixé sur le flasque. Dans le cas de machines électriques connues de ce type, il peut arriver que, quand elles sont montées en parti- culier sur un véhicule tout terrain et quand celui-ci est ca- pable de se déplacer aussi dans l'eau, de l'humidité puisse arriver dans l'alternateur, ce qui a pour effet de le mettre en panne. On ne peut plus alors faire marcher le véhicule. Avantages de l'invention La machine électrique selon l'invention est ca- ractérisée en ce que le capot de protection est relié d'une façon étanche à l'eau au flasque par des organes d'étanchéité et dans le socle de connexion du régulateur on constitue un canal d'équilibrage des pressions qui arrive dans l'espace du capot de protection. La machine électrique selon l'invention a ainsi l'avantage qu'aucune humidité grâce à des mesures adéquates ne peut pénétrer dedans, même quand le véhicule, sur lequel elle est montée, est complètement trempé, c'est à dire quand l'alternateur se trouve en dessous de la surface de l'eau. On désigne aussi cette propriété comme l'aptitude de "passer à gué". Les mesures qui sont pour cela nécessaires présentent un coût relativement faible. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: * le capot de protection a un collet annulaire qui pénètre dans une rainure annulaire sur le flasque, collet qui est entouré tout autour et des deux côtés par un matériau étan- che; * le roulement à billes et le flasque sont rendus étanches au moyen d'un élément d'étanchéité par rapport à un disque en- serré de façon étanche par le capot de protection; * l'on réalise un équilibrage des pressions dans l'alterna- teur à travers le canal d'équilibrage de pression sur le socle de connexion du régulateur au moyen d'un tuyau à met- tre à cet endroit pour un faisceau de câbles et conduisant à l'extérieur de longueur correspondante; * cette machine est refroidie par du liquide; * on dispose sur une bride qui se trouve à l'extérieur, du carter en forme de pot de l'alternateur dans une rainure annulaire une bague d'étanchéité qui lors du montage de l'alternateur sur le moteur à combustion interne assure son étanchéité. Dessins L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir d'un exemple de réalisation, représenté sur les dessins, sur lesquels: - la figure 1 montre une coupe à travers un al- ternateur à courant triphasé sans bague collectrice, - la figure 2 montre une vue de dessus sur le flasque de l'alternateur, - la figure 3 montre une coupe à travers un dé- tail du flasque du mécanisme d'entraînement, - la figure 4 montre une vue latérale dans le sens de la flèche selon la figure 2. Description de l'exemple de réalisation L'alternateur triphasé selon la figure 1 qui est du type à rotor à pièce conductrice, présente un carter cons- titué par une pièce 10, ayant à peu près la forme d'un pot qui est fermée par un flasque 11, - que l'on désigne aussi comme le corps de refroidissement - négatif pour des diodes négatives, disposées dessus, d'une unité de redresseur. Dans un alésage 12, constitué dans le flasque 11, décalé, on a disposé un roulement à billes 13, un autre roulement à billes 16 repose, avec le même axe que le premier, dans une excrois- sance 15 formée sur la pièce 10 en forme de pot du carter. On a monté dans les deux roulements à billes l'arbre 18 d'une roue polaire 19 (induit à pôles à griffes) dont l'arbre 18 fait partie intégrante. A partir du flasque '11 fait saillie une extrémité 18A de l'arbre 18 qui va en se rétrécissant, extrémité sur laquelle est fixé une poulie 20 pour entraîner avec des courroies l'alternateur. L'alternateur correspond au type de construction habituel, il présente un paquet de tôles de stator 22, un noyau polaire 23 avec un enroulement fixe d'excitation 24, une pièce conductrice tournante 26 qui est reliée de façon solidaire par un anneau antimagnétique 25 à la roue polaire 19. On ne décrira pas plus en détail les entrefers entre les parties mentionnées car ils sont habituels et ne sont pas es- sentiels pour l'invention. Avec le flasque 11 on a fixé avec des vis 29, de façon coaxiale, ce qu'on appelle un corps positif de refroi- dissement 28 pour les diodes positives de l'unité de redres- seur. Entre les deux parties se trouve une feuille isolante 30. Les têtes 29A des vis 29 sont orientées vers l'extérieur, c'est à dire en direction de la poulie pour les courroies. Radialement à l'intérieur du corps de refroidissement 28 se trouve également à nouveau de façon coaxiale par rapport à celui-ci une plaque de raccordement 32 qui est fixée par des vis 33 à têtes cylindriques sur le flasque 11, c'est à dire que les têtes des vis à têtes cylindriques sont également orientées vers l'extérieur. Les pièces mentionnées en dernier se trouvent sous un capot de protection 34 qui enserre sur sa circonférence intérieure un disque 35, et vient en prise par sa circonférence extérieure dans une rainure annulaire 37 du flasque 11. On reviendra là dessus plus en détail dans ce qui suit. Auparavant toutefois on se référera encore aux figures 2 et 4 qui montrent le flasque 11 et en fait à la figure 2 comme vue de dessus et à la figure 4 comme vue latérale (dans le sens de la flèche G selon la figure 2). Le carter du régu- lateur est désigné par la référence 40. Il a un socle 42 de connecteur et un canal d'équilibrage des pressions 41 - voir la figure 4 - qui relie à l'extérieur l'intérieur de l'alter- nateur par un faisceau de câbles non représenté, enfoncé dans le socle 42 de connecteur et qui sert en même temps à équili- brer les pressions. Le connecteur, également non représenté, assure l'étanchéité de la connexion sur le socle 42. On re- viendra ci-après sur le râle de cet agencement. Mais aupara- vant il reste à décrire quelques détails importants. Comme on l'a mentionné au début, il peut arriver qu'un véhicule équipé de l'alternateur selon l'invention, se mette dans une situation par exemple en traversant un cours d'eau, o l'alternateur se trouve en dessous du niveau de l'eau. Au moyen de l'équilibrage des pressions mentionné, on arrive à ce qu'il ne se produise pas lors de variations de températures de dépression dans l'alternateur et à ce que des produits dus à la corrosion ne puissent arriver dans l'alter- nateur. On désigne une telle disposition comme un système "apte à passer à gué". Dans ce cas l'équilibrage des pres- sions a lieu au moyen du volume d'air dans le faisceau de câ- bles à travers le canal d'équilibrage des pressions 41 à l'intérieur du capot de protection 34 ainsi que par des alé- sages dans le flasque servant à faire passer des raccords jusqu'à l'intérieur de l'alternateur. Mais pour qu'il ne puisse pas pénétrer de liquide dans l'alternateur il est nécessaire de prendre encore quel- ques autres mesures et en fait des mesures qui se rapportent à la réalisation de l'étanchéité de l'intérieur du carter de l'alternateur. Pour cela il est important que le capot de protection 34 soit rendu étanche par rapport au flasque 11. Pour cela on prévoit un joint d'étanchéité 44 dans la rainure 37, dans laquelle vient en prise un bord 45 qui fait tout le tour sur le pourtour extérieur du capot de protection 34. En outre il est important d'avoir le joint d'étanchéité 49 sur la bague extérieure du roulement à billes 13 entre le disque et le flasque 11 et des joints d'étanchéité 56 sur le boî- tier du régulateur. Sur un flasque extérieur 51 du carter 10 se trouve dans une rainure annulaire 52 également une bague d'étanchéité 53 qui assure l'étanchéité du carter de l'alter- nateur par rapport au côté du moteur à combustion interne. On fera donc attention au fait que la totalité des pièces de l'alternateur sont par conséquent rendues étanches vis à vis de la pénétration de liquides. Les oscillations de pression évoquées ci-dessus dans l'alternateur dues à des variations de la température, c'est à dire quand le véhicule arrive avec l'alternateur dans l'eau et se trouve refroidi, et les os- cillations de pression qui s'en suivent, requièrent un équi- librage des pressions qui - comme on l'a déjà évoqué ci- dessus - a lieu à travers le canal d'équilibrage des pres- sions 41 dans le carter du régulateur 40, et le faisceau de câbles. Pour être complet on se référera encore aux figu- res 2 et 3, la figure 2 montrant encore l'organe d'étanchéité situé entre le flasque 11 et le capot de protection 34, l'organe d'étanchéité 56 sur le carter du régulateur 40 ainsi que l'organe d'étanchéité 57 sur un condensateur antiparasite non représenté. Le roulement à billes arrière 16 est monté au moyen d'une bague d'ajustage 58 dans le carter du rotor 10. Le disque 35 sur le roulement antérieur 13 est fixé par des vis à têtes fraisées 61 sur le flasque 11. On assure leur étanchéité par des joints d'étanchéité 60 selon la figure 3. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Machine électrique, en particulier alternateur à courant triphasé sans bague collectrice du type à rotor à pièce con- ductrice avec un enroulement d'excitation (24) fixe et avec5 une roue polaire (19), reliée à l'arbre d'entraînement (18, 18A), avec de préférence une pièce conductrice intégrée (26), l'arbre d'entraînement étant monté des deux côtés dans des roulements à billes (13, 16) disposés dans le carter de l'al- ternateur (10, 11), l'un de ceux-ci dans le flasque (11), si-0lo tué du côté de l'entraînement, servant de ce qu'on appelle corps de refroidissement négatif, sur lequel est fixé à l'ex- térieur ce qu'on appelle un corps de refroidissement positif (28) d'une unité de redresseur avec ses diodes négatives et avec ses diodes positives et en outre une plaque de raccorde- ment (32) vissée à l'extérieur avec le flasque (11), un régu- lateur (39) qui sert à la régulation de l'alternateur, et qui est pourvu d'un socle d'enfichage (42) étant disposé sur le flasque (11) et ces pièces étant entourées par un capot de protection (34), fixé sur le flasque, 20 caractérisée en ce que * le capot de protection (34) est relié d'une façon étanche à l'eau au flasque (11) par des organes d'étanchéité et * dans le socle (42) de connexion du régulateur (39) on cons- titue un canal d'équilibrage des pressions (41) qui arrive dans l'espace du capot de protection (34). 2 ) Machine électrique, selon la revendication 1, caractérisée en ce que le capot de protection (34) a un collet annulaire (45) qui pénètre dans une rainure annulaire (37) sur le flasque (11), collet qui est entouré tout autour et des deux côtés par un matériau étanche (44). ) Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le roulement à billes (13) et le flasque (11) sont rendus étanches au moyen d'un élément d'étanchéité (49) par rapport à un disque (35) enserré de façon étanche par le capot de protection (34) 4 ) Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'on réalise un équilibrage des pressions dans l'alternateur à travers le canal d'équilibrage de pression (41) sur le so- cle de connexion (42) du régulateur (39) au moyen d'un tuyau à mettre à cet endroit pour un faisceau de câbles, et con- duisant à l'extérieur de longueur correspondante. ) Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que cette machine est refroidie par du liquide. ) Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu' on dispose sur une bride (51) qui se trouve à l'extérieur, du carter en forme de pot (10) de l'alternateur dans une rainure annulaire (52) une bague d'étanchéité (53) qui lors du mon- tage de l'alternateur sur le moteur à combustion interne as- sure son étanchéité.