Brevet FR2786624A1 — publié le 20000602

La présente invention a trait d'une façon générale aux machines tournantes telles que les alternateurs pour véhicules automobiles du type comportant un stator et un rotor. On connait un tel rotor comprenant un arbre, deux plateaux enfilés sur l'arbre et comprenant des cornes imbriquées, et des aimants permanents disposés dans les espaces entre les cornes. Les aimants sont maintenus en place par exemple au moyen d'une pièce de maintien monobloc en résine recevant les aimants dans des logements et interposée entre les plateaux et entre les cornes. Ce dispositif a pour inconvénient qu'il requiert de monter les différents éléments du rotor dans un certain ordre, à savoir loger les aimants sur la pièce de maintien et rapporter les plateaux de part et d'autre de celle-ci. Or, cet ordre peut être contraignant par rapport à l'organisation de la chaîne d'assemblage. De plus, une grande partie de la pièce de maintien s'étend entre les aimants et les cornes, ainsi qu'à l'intérieur du rotor. Il s'ensuit qu'on doit réduire le volume des aimants et/ou d'autres pièces du rotor, ce qui amoindrit les performances de l'alternateur. Un but de l'invention est de fournir un rotor d'un type différent, permettant notamment un autre ordre de montage, et préservant le volume interne du rotor notamment disponible pour les aimants. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un alternateur de véhicule comprenant un rotor comportant un arbre, deux plateaux comprenant des cornes imbriquées, des aimants s'étendant entre les cornes, et des organes de maintien des aimants, dans lequel les organes de maintien s'étendent en regard d'une face externe d'extrémité axiale des plateaux. Ainsi, les organes de maintien sont aptes à être rapportés sur le rotor suivant une direction axiale du rotor, après que les plateaux ont été montés. De plus, la portion de chaque organe de maintien qui s'étend en regard de la face externe d'extrémité axiale du plateau constitue autant de matière qui ne s'étend pas à l'intérieur du rotor. Le volume des autres pièces du rotor est donc préservé d'autant. Avantageusement, les organes de maintien s'étendent en regard d'une face externe circonférentielle des aimants. Ainsi, grâce à ce support externe, on préserve davantage le volume interne du rotor que par un maintien interne des aimants. Avantageusement, les organes de maintien comprennent des pattes adaptées à s'étendre chacune en regard d'une face externe circonférentielle de deux aimants. Avantageusement, chaque patte comprend deux parties planes séparées par un pli parallèle à un axe du rotor. Ainsi, la patte tient compte des différences d'inclinaison des deux aimants autour de l'axe du rotor sans compliquer la fabrication de la patte. Avantageusement, chaque patte présente une encoche à un bord d'extrémité de la patte. Cette encoche permet de loger la pointe de la corne située en regard de la patte et donc de prolonger la patte de part et d'autre de la corne. Avantageusement, les organes de maintien comportent chacun un flasque s'étendant en regard de l'un des plateaux. Avantageusement, chaque organe de maintien présente des ouvertures communiquant avec des espaces situés sous les aimants. On assure ainsi un passage d'air sous les aimants pour le refroidissement de l'intérieur du rotor. Avantageusement, les organes de maintien sont directement fixés aux plateaux. Avantageusement, les organes de maintien sont fixés à une face externe d'extrémité axiale des plateaux. Avantageusement, les organes de maintien sont soudés aux plateaux. Avantageusement, chaque organe de maintien s'étend continûment de l'une à l'autre des faces externes d'extrémité axiale des plateaux respectifs. Avantageusement, les organes de maintien comprennent des premiers éléments fixés à un premier des plateaux et s'étendant le long des aimants, et des deuxièmes éléments fixés au deuxième plateau et aux premiers éléments. Avantageusement, les deuxièmes éléments recouvrent radialement les premiers éléments par référence à un axe du rotor. Avantageusement, les premiers éléments recouvrent radialement les deuxièmes éléments par référence à un axe du rotor. Avantageusement, les premiers et deuxièmes éléments sont chacun d'une seule pièce. Avantageusement, les organes de maintien sont réalisés en tôle pliée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante de deux modes préférés de réalisation et d'une variante donnés à titre d'exemples non limitatifs. Aux dessins annexés: - la figure 1 est une vue en élévation d'un rotor d'un alternateur selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue partiellement en élévation et partiellement en coupe axiale du rotor de la figure 1; - la figure 3 est une vue d'extrémité axiale du rotor de la figure 1; - les figures 4, 5 et 6 sont des vues partielles respectivement en élévation, en vue axiale et en perspective avec arrachement d'un rotor d'un alternateur selon un deuxième mode de réalisation; - la figure 7 est une vue locale en coupe transversale du rotor de la figure 4; - la figure 8 est une vue éclatée d'un aimant et de deux organes de maintien du rotor de la figure 4; - la figure 9 est une vue de l'un des organes de maintien de la figure 8 avant pliage; - les figures 10, 11 et 12 sont des vues de face, de dessus et de gauche de l'organe de maintien de la figure 9 après pliage; la figure 13 est une vue de l'autre organe de maintien de la figure 8 avant pliage; - les figures 14 et 15 sont des vues de face et de gauche de l'organe de maintien de la figure 13 après pliage; et - les figures 16, 17, 18 et 19 sont des vues analogues aux figures 4, 5, 6 et 8 montrant une variante du deuxième mode de réalisation. En référence aux figures 1, 2 et 3, le rotor 2 de l'alternateur pour véhicule automobile comporte un arbre 4 d'axe 6 et deux plateaux polaires 8 comprenant chacun une paroi 10 en forme de disque d'axe 6 et des cornes ou griffes polaires 12. Chaque corne 12 a une forme générale plane triangulaire. Les cornes 12 de chaque plateau 8 s'étendent avec leur pointe en direction de l'autre plateau, en étant imbriquées avec les cornes de l'autre plateau et en ménageant des intervalles entre les cornes adjacentes. Le rotor comporte des aimants permanents 14 en forme générale de parallélépipède, logés dans les intervalles entre les cornes adjacentes 12 et collés à celles-ci. Dans un premier mode de réalisation illustré aux figures 1 à 3, le rotor 2 comporte deux organes de maintien 16 comprenant chacun un flasque 18 en forme de disque s'étendant parallèlement et coaxialement aux plateaux 8, contre une face externe d'extrémité axiale 20 de la paroi 10. Le flasque 18 est fixé à la paroi 10 du plateau par soudage, vissage ou clipsage, en plusieurs points 22 comme le montre la figure 3. Chaque organe de maintien 16 comporte des pattes 24 constituant avec le flasque 18 une pièce monobloc. Les pattes 24 ont chacune une forme générale rectangulaire parallèle à l'axe 6 et à la paroi externe circonférentielle des cornes 12 et des aimants 14. Sur chaque organe de maintien 16, les pattes 24 s'étendent à partir du flasque 18 en direction de l'autre organe de maintien. De plus, elles s'étendent en direction de la pointe des cornes polaires 12 associées au plateau 8 auquel l'autre organe de maintien est fixé. A cet effet, chaque patte 24 a un bord d'extrémité libre rectiligne et orthogonal à l'axe 6, présentant une encoche 26 en forme générale de " U " à branches divergentes, adaptée à recevoir la pointe de la corne 12 vers laquelle la patte 24 est dirigée. Cette encoche 26 définit sur la patte deux languettes 28 qui s'étendent de part et d'autre de la corne 12 en regard et en contact de la face externe circonférentielle des deux aimants 14 s'étendant contre la corne précitée. Chaque aimant 14 est maintenu radialement par une languette 28 d'une patte 24 à une extrémité axiale et par une languette 28 d'une autre patte à une autre extrémité axiale. Chaque patte 24 présente un pli longitudinal 32 parallèle à l'axe 6 et divisant la patte en deux parties planes symétriques l'une de l'autre par rapport au pli et légèrement inclinées l'une par rapport à l'autre pour suivre l'inclinaison correspondante des faces externes circonférentielles des aimants 14 contre lesquels la patte vient en appui. Pour assembler le rotor, on monte les deux plateaux 8 sur l'arbre 4, on rapporte l'un des organes de maintien 16 axialement contre l'un des plateaux 8, on glisse les aimants 14 entre les cornes 12 à partir de l'emplacement de l'organe de maintien restant à installer, puis on rapporte cet organe de maintien 16 axialement sur l'ensemble. Chaque flasque 18 présente des ouïes formant des ouvertures axiales 30 à la naissance de chaque patte 24. Cette position des ouïes assure un passage d'air de l'un à l'autre des flasques sous les aimants 14 dans le rotor. Les aimants permanents interpolaires 14 pourront être en ferrite ou en terre rare. Selon les applications, les deux organes de maintien 16 pourront avoir des formes et/ou des dimensions différentes l'un de l'autre. Les aimants permanents 14 pourront être disposés en appui radial vers l'intérieur sur un épaulement des plateaux 8. Les figures 4 à 15 illustrent un deuxième mode de réalisation de l'alternateur selon l'invention dans lequel les parties inchangées gardent les mêmes références numériques. Le rotor comprend ici des organes de maintien constitués par deux séries d'éléments de maintien. Les premiers éléments de maintien 42 sont illustrés aux figures 13 à 15. Ils sont identiques entre eux avant pliage et sont après pliage de deux types différents, images en miroir l'un de l'autre. Les deuxièmes éléments de maintien 40 sont identiques entre eux et illustrés aux figures 9 à 12. Chaque élément de maintien 40, 42 est ici constitué d'une unique pièce en 5 tôle découpée et pliée. En référence aux figures 9 à 12, après découpe et avant pliage, chaque deuxième élément de maintien 40 a une forme générale en " Y " plus large que haut, présentant un pied inférieur 44 et deux branches supérieures 46. Pour le pliage, on génère des plis rectilignes de la façon suivante: un pli 48 s'étend suivant la direction de la hauteur du " Y ", le long de la médiane du pied 44, pour générer deux parties légèrement inclinées l'une par rapport à l'autre et ainsi donner au pied 44 une forme de toit. Deux autres plis 50 parallèles à ce pli 48 s'étendent à la limite de chaque branche 46 avec le pied pour replier les branches sur plus de 90 . Deux autres plis 52, perpendiculaires aux deux précédents, s'étendent à mi-hauteur des branches 46 pour les diviser en deux parties à peu près égales. En référence aux figures 13 à 15, après découpe et avant pliage, chaque premier élément de maintien 42 présente une forme générale en " S " illustrée à la figure 13, une extrémité 52 du " S " étant très allongée, rectiligne et inclinée pour s'étendre dans le prolongement de l'autre extrémité 54. Un pli rectiligne 56 s'étend à la naissance de la deuxième extrémité 54. Un autre pli 58, perpendiculaire au précédent, s'étend dans la partie intermédiaire du " S ". Le premier pli 56 génère une inclinaison de 90 alors que le deuxième pli 58 génère une inclinaison légèrement plus importante. Pour assembler le rotor, on dispose les premiers éléments de maintien 42 de sorte que la longue branche 52 du " S " recouvre tout l'espace interpolaire et toute la face externe circonférentielle des aimants interpolaires 14 ultérieurement disposés entre les cornes. La petite branche 54 est parallèle à la face externe d'extrémité axiale 20 de l'un des plateaux 8 et en contact surfacique avec cette face à laquelle elle est soudée. Sur les dessins, les points de soudure sont représentés par des cercles. Tous les premiers éléments 42 sont ainsi soudés sur un même plateau 8, celui de gauche sur la figure 4. L'inclinaison de la longue branche 54 du " S " correspond à l'inclinaison par rapport à l'axe 6 du rotor, de l'espace entre les cornes. Toutefois, cette inclinaison changeant alternativement de l'un à l'autre des espaces interpolaires successifs, on doit disposer de deux types de premiers éléments 42 ayant les inclinaisons respectives. Pour cela, on découpe tous les premiers éléments 42 de la même façon, comme sur la figure 13, mais on les plie en orientant les plis 56, 58 tantôt d'un côté, tantôt de l'autre. Les figures 14 et 15 représentent ainsi l'un de ces deux types de premiers éléments. Il y a autant de premiers éléments 42 que d'espaces entre les cornes 12. On introduit ensuite les aimants 14 dans les espaces entre les cornes 12, à partir du deuxième plateau 8 et on les colle aux premiers éléments de maintien 42. Puis on dispose les deuxièmes éléments de maintien de sorte que le pied 44 en deux parties vient recouvrir les extrémités respectives des longues branches 52 de deux premiers éléments de maintien 42 en étant en contact surfacique avec celles-ci. A cette fin, les longues branches 52 présentent à leur extrémité un décrochement leur donnant un profil en " S ". La partie terminale de ce décrochement est ainsi recouverte radialement par le deuxième élément de maintien 40 par référence à l'axe 6, et fixée par soudure à ce dernier. Les extrémités des branches 46 s'étendent quant à elles sur la face externe d'extrémité axiale 20 de l'autre plateau 8 en contact surfacique avec celle-ci et y sont soudées. Il y a deux fois moins de deuxièmes éléments de maintien 40 que de premiers éléments de maintien 42. Dans la variante de ce deuxième mode illustré aux figures 16 à 19, les longues branches 52 ne présentent pas le décrochement et recouvrent radialement le pied 44 des deuxièmes éléments de maintien 40 par référence à l'axe 6, en contact surfacique avec celui-ci, en étant soudées à celui-ci. Dans le deuxième mode et sa variante, chaque organe de maintien est constitué par un premier et un deuxième éléments 40, 42, et s'étend continûment de l'une à l'autre des faces externes d'extrémité axiale 20 des plateaux 8. REVENDICATIONS 1. Alternateur de véhicule comprenant un rotor (2) comportant un arbre (4), deux plateaux (8) comprenant des cornes imbriquées (12), des aimants (14) s'étendant entre les cornes, et des organes (16; 40, 42) de maintien des aimants, caractérisé en ce que les organes de maintien (16; 40, 42) s'étendent en regard d'une face externe d'extrémité axiale (20) des plateaux (8). 2. Alternateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de maintien (16; 40, 42) s'étendent en regard d'une face externe circonférentielle des aimants (14). 3. Alternateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes de maintien (16) comprennent des pattes (24) adaptées à s'étendre chacune en regard d'une face externe circonférentielle de deux aimants (14). 4. Alternateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque patte (24) comprend deux parties planes séparées par un pli (32) parallèle à un axe (6) du rotor. 5. Alternateur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque patte (24) présente une encoche (26) à un bord d'extrémité de la patte. 6. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les organes de maintien (16) comportent chacun un flasque (18) s'étendant en regard de l'un des plateaux (8). 7. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque organe de maintien (16, 18) présente des ouvertures (30) il communiquant avec des espaces situés sous les aimants (14). 8. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les organes de maintien (16) sont directement fixés aux plateaux (8). 9. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les organes de maintien (40, 42) sont fixés à une face externe (20) d'extrémité axiale des plateaux (8). 10. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les organes de maintien (40, 42) sont soudés aux plateaux (8). 11. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque organe de maintien (40, 42) s'étend continûment de l'une à l'autre des faces externes (20) d'extrémité axiale des plateaux (8) respectifs. 12. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les organes de maintien (40, 42) comprennent des premiers éléments (42) fixés à un premier des plateaux et s'étendant le long des aimants (14), et des deuxièmes éléments (40) fixés au deuxième plateau et aux premiers éléments. 13. Alternateur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les deuxièmes éléments (40) recouvrent radialement les premiers éléments (42) par référence à un axe (6) du rotor. 14. Alternateur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les premiers éléments (42) recouvrent radialement les deuxièmes éléments (40) par référence à un axe (6) du rotor. 15. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les premiers et deuxièmes éléments (40, 42) sont chacun d'une seule pièce. 16. Alternateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les organes de maintien (40, 42) sont réalisés en tôle pliée.