Brevet FR2800526A1 — publié le 20010504

"Assemblage de pièces d'une machine électrique tournante comportant tampon métallique de découplage mécanique, et machine comportant un tel assemblage" L'invention concerne une machine électrique tournante. L'invention concerne plus particulièrement un assemblage de pièces d'une machine électrique tournante, du type comportant moins un élément élastique de découplage mécanique entre deux pièces. D'une manière générale, en optimisant l'assemblage pièces d'une machine électrique tournante au moyen d'un élément élastique de decouplage mécanique, il est possible d'obtenir un meilleur comportement vibratoire avec des baisses importantes du bruit. L'élément élastique permet de modifier les raideurs et d'ajouter de l'amortissement dans les liaisons entre les pièces. On connaît déjà des assemblages de pièces d'une machine électrique tournante comportant un élément élastique de découplage mécanique entre deux pièces. Par exemple, pour le montage d'un alternateur sur un support, on utilise des rondelles de caoutchouc montées sur des vis. Ce type d'élément de découplage possède plusieurs inconvénients. Tout d'abord, les caractéristiques mécaniques du caoutchouc ou de tout autre matériau élastomère similaire, notamment ses caractéristiques d'amortissement, sont influencées par la température. Or les machines électriques tournantes, notamment dans un véhicule automobile, sont amenées à fonctionner à des températures pouvant varier de plusieurs dizaines de degrés Celsius en quelques minutes. De plus, le caoutchouc possède une mauvaise conduction thermique. Ceci est gênant lorsque l'on cherche à évacuer le plus possible la chaleur de la machine vers l'extérieur. Un autre inconvénient de ce type d'élément de découplage est la mauvaise conduction électrique. Pour éviter des dysfonctionnement électriques, est en effet utile, voire nécessaire, de relier une machine électrique tournante à la masse. Par exemple, dans le cas d'un alternateur, il suffit généralement de le relier à son support qui est déjà relié à la masse. Comme les rondelles de caoutchouc conduisent mal le courant électrique, il est nécessaire d'ajouter, en plus de la rondelle, un fil électrique de masse pour relier l'alternateur à son support. Cette caractéristique rend l'assemblage plus complexe et augmente coût de fabrication de la machine. Afin remédier à ces inconvénients, l'invention propose un assemblage type décrit précédemment, caractérise en ce que l'élément découplage mécanique est un tampon métallique en fil tressé monte comprimé entre deux pièces de l'assemblage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le tampon assure la liaison électrique à la masse d'une pièce ; - le tampon a la forme d'un manchon ; - le tampon a la forme d'une rondelle ; - lorsque la machine électrique tournante est montée sur un support par l'intermédiaire d'au moins une vis comportant une tige filetée et une tête, on monte deux tampons en forme rondelle sur la vis, entre une rondelle d'appui et la machine électrique tournante, l'autre tampon entre la machine électrique tournante et le support, manière à amortir les mouvements de la machine électrique rapport au support suivant l'axe de la vis ; - au moins un tampon en forme de manchon est monté sur la vis, entre les deux tampons en forme de rondelle ; - une entretoise de précompression est montee sur la tige de la vis, entre la tête de la vis et le support, et en ce les tampons métalliques sont montés sur l'entretoise de précompression, de sorte que la longueur de l'entretoise détermine la valeur de précompression des tampons métalliques en forme rondelle ; - on monte deux tampons en forme de manchon sur la tige de la vis, et on monte, entre ces deux tampons, la vis ou sur l'entretoise précompression, s'il y en a une, une entretoise d'appui. L'invention propose aussi une machine électrique tournante comportant assemblage selon l'invention, qui est par exemple un alternateur, démarreur ou un moteur d'essuyage de véhicule automobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale qui représente un système de fixation d'un alternateur sur un support au moyen d'un assemblage de pièces réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 est un schéma qui illustre une variante de réalisation du système de fixation d'un alternateur sur un support selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma qui illustre une autre variante de réalisation du système de fixation d'un alternateur sur un support selon l'invention ; - la figure 4 est un schéma qui illustre le montage d'un stator dans le corps d'un alternateur au moyen d'un assemblage selon l'invention. Dans description, des chiffres de référence identiques désignent pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. Sur la figure 1, on a représenté la fixation d'un alternateur 10 sur un support 12. L'alternateur 10 comporte un corps 14, de forme sensiblement cylindrique, qui a ici été représenté partiellement. On a représenté une des pattes de fixation 16 l'alternateur 10 prévue pour permettre le montage de l'alternateur sur la face supérieure 18 du support 12. La patte de fixation 16 est constituée par oreille 22 sensiblement cylindrique, dont l'axe X-X est globalement tangent au cylindre formé par le corps 14. L'oreille 22 est traversée axialement par un trou de guidage 24 qui comporte une extrémité axiale supérieure 26 une extrémité axiale inferieure 28. L'extrémité axiale inférieure 28 se trouve en ' -à-vis de la face supérieure 18 du support 12. L'alternateur 10 est monté sur le support 12 par l'intermédiaire d'une vis 30. La vis 30 comporte une tête 32 à son extrémité axiale supérieure et une tige 34. Le tronçon inférieur 36 de la tige 34 est fileté. La tige 34 est insérée dans le trou de guidage 24. Son tronçon fileté 36 est vissé dans un trou taraudé 38 du support 12, ou en variante dans un écrou (non représenté). éléments de découplage mécanique sont interposés entre vis 34 et la patte de fixation 16. L'assemblage de ces éléments de découplage est le suivant. Une entretoise de précompression 40 est montée sur la tige 34. Cette entretoise 40 est un cylindre métallique tubulaire dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre la tige 34. L'entretoise de précompression 40 immobilisée axialement, ici entre une rondelle d'appui axial supérieure 42 et une rondelle d'appui axial inférieure 44. De préférence les rondelles d'appui 42, 44 sont réalisées en métal. La rondelle d'appui supérieure 42 est serrée axialement contre l'extremité supérieure 46 de l'entretoise de précompression 40 par la tête 32 de la vis 30. La rondelle d'appui inférieure 44 est serrée axialement entre l'extrémité axiale inférieure 48 de l'entretoise de précompression 40 et la face supérieure 18 du support 12. On désignera maintenant sous le terme de tampon métallique des blocs qui sont constitués par un d'acier, notamment inoxydable, tressé et/ou tricoté et comprimé à presse. Les tampons métalliques possèdent des caracteristiques d'amortissement élevé, ainsi qu'une grande tenue mécanique quelles que soient les conditions dans lesquelles ils sont employés. Un manchon supérieur 50 et un manchon inférieur 52 qui sont constitués des tampons métalliques, sont montés sur l'entretoise précompression 40, autour de celle-ci. Le manchon supérieur 50 et le manchon inférieur 52 sont montés dans le trou de guidage 24 de manière à affleurer avec respectivement les extrémités axiales supérieures 26 et inférieures 28 du trou de guidage 24. Une entretoise d'appui 54 est montée sur l'entretoise de précompression 40, autour de celle-ci, entre les deux manchons 50, 52. L'entretoise d'appui 54 est un cylindre métallique tubulaire dont le diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre intérieur du trou de guidage 24. L'entretoise d'appui sert de surface d'appui inférieure au manchon supérieur 50, et de surface d'appui supérieure au manchon inférieur 52. Des rondelles supérieure 56 et inférieure 58 qui sont constituées par des tampons métalliques, sont montées sur l'entretoise de précompression 40. La rondelle supérieure 56 est montée sur l'extrémité supérieure 46 l'entretoise de précompression 40. La rondelle supérieure 46 aussi montée précomprimée axialement, contre l'extrémité superieure 26 du trou de guidage 24 et le manchon supérieur 50, la rondelle d'appui supérieure 42. De manière similaire, la rondelle inférieure 58 est montée sur l'extrémité inférieure 48 de l'entretoise de précompression 40. Elle est aussi montée précomprimée axialement, contre l'extrémité inférieure 28 du trou de guidage 24 et le manchon inférieur 52, par la rondelle d'appui inférieure 44. Les rondelles 56, 58 assurent une liaison axiale élastique entre la vis 30 qui est solidaire du support 12 et le corps 14 de l'alternateur 10. Lorsque l'alternateur 10 fonctionne, il produit des vibrations qui provoquent des efforts du corps 14 sur le support 12. Par exemple, lorsqu'il y a un effort axial du corps 14 sur le support 12, orienté vers le bas suivant l'axe X-X, l'extrémité inférieure 28 du trou de guidage 24 comprime axialement la rondelle inférieure 58 contre la rondelle d'appui inférieure 44. Dans le même temps, l'extrémité supérieure 26 du trou de guidage 24 s'éloigne de la tête 32 de la vis 30 qui ne bouge pas. La rondelle supérieure 56 se détend alors en restant au contact à la fois de la rondelle d'appui supérieur 42 et de l'extrémité supérieure 26 du trou de guidage 24. La compression de la rondelle inférieure 58 et la détente de la rondelle superieure 56 produisent un effet d'amortissement qui isole le corps du support 12, vis-à-vis des vibrations, et donc du bruit. Ainsi le montage à base de tampons métalliques selon l'invention empêche les vibrations produites par l'alternateur 10 d'être transmises au support 12, ce qui supprime simultanément les bruits issus des vibrations du support 12. Lorsque l'effort exercé par le corps 14 sur le support 12 est orienté radialement, ce sont principalement les manchons 50, 52 qui jouent le rôle d'amortisseurs. Dans cas d'un effort radial à l'axe X-X, orienté par exemple vers gauche sur la figure 1, la partie de chaque manchon 50, 52 qui située à droite de la tige 34 est comprimée entre l'entretoise précompression 40 et le corps 14, alors que la partie qui est située à gauche de la tige 34 se détend en restant au contact à la fois de l'entretoise de précompression 40 et du corps 14 qui se déplace légèrement vers la gauche. Comme précédemment, un effet d'amortissement se produit qui isole le corps 14 du support 12, vis-à-vis des vibrations et donc du bruit. On remarque que, en plus d'amortir les vibrations radiales, les manchons 52 constituent des surfaces d'appui axial pour les rondelles 56 On note qu'en faisant varier la longueur de l'entretoise de précompression 40 on peut régler la précompression axiale des rondelles 56, 58. En effet, la distance D qui sépare chaque rondelle d'appui 42, 44 de l'extrémité 26, 28 correspondante du trou de guidage 24 dépend de la longueur de l'entretoise de précompression 40. Cette distance D est égale à l'épaisseur au montage ER, de chaque rondelle 56, 58, lorsque le corps 14 et le support 12 ne sont pas soumis à des efforts. Comme les rondelles 56, 58 sont montées précomprimées, leur épaisseur au montage En, est inférieure à leur épaisseur initiale Ei avant le montage. Par conséquent, si l'on ne modifie pas l'épaisseur initiale Ei des rondelles 56, 58, pour une entretoise de precompression 40 plus longue, on obtient une épaisseur au montage supérieure, et donc une précompression moindre des rondelles 56, Inversement, si l'on choisit une entretoise de précompression 40 plus courte, on obtient une épaisseur au montage Em inférieure, donc une précompression des rondelles 56, 58 plus importante. L'entretoise de précompression 40 permet aussi maintenir un serrage constant de la vis 30 sur le support 12, malgré l'usure des tampons métalliques. De plus, l'entretoise de précompression 40 permet d'avoir un serrage franc de la vis 30 sur le support 12. En effet, si dans l'empilage de serrage de la vis 30 il y a un élément souple, celle-ci risque de se desserrer. On a schématisé, sur la figure 1, un fil 60 qui relie le support 12 à la masse. Pour relier le corps 14 de l'alternateur 10 à la masse, il suffit de le relier électriquement au support 12. Tous les éléments qui sont interposés entre le corps 14 et le support 12 sont métalliques, y compris les éléments découplage mecanique constitués par les manchons 50, 52 et rondelles 56, Ces éléments sont donc de bons conducteurs du courant electrique. Le corps 14 est donc relié à la masse sans qu'il soit nécessaire, comme dans l'état de la technique, d'ajouter un fil de masse conducteur entre le corps 14 et le support 12. Selon une variante de réalisation (non représentée) du mode de réalisation qui vient d'être décrit, chaque manchon 50, 52 et chaque rondelle 56, 58 associée peuvent former ensemble une seule pièce. Bien entendu les rondelles 56, 58 peuvent avoir des formes variées. Par exemple la rondelle supérieure 56 peut comporter une portée tronconique concave sur sa face supérieure, afin faciliter le guidage d'une vis 30 à tête 32 conique, sans qu'il soit necessaire d'utiliser la rondelle d'appui supérieure 42. On décrira maintenant une variante de réalisation de l'invention en relation avec la figure 2. On a représenté à la figure 2 une patte de fixation d'une machine électrique tournante 10 sur un support par l'intermédiaire d'une vis 30. On retrouve un assemblage d'éléments de découplage mécanique comportant une rondelle d'appui axial supérieure 42 interposee entre la tête 32 de la vis 30 et la rondelle supérieure 56. rondelles supérieure 56 et inférieure 58 sont également montées une entretoise de précompression 40. Cependant, il n'y a plus de rondelle d'appui inférieure 44, l'entretoise de précompression 40 étant en appui directement sur la face supérieure 18 du support 12. plus, les deux manchons supérieur et inférieur 50, 52 sont remplaces par un seul manchon 62, qui est constitué par un tampon métallique de même longueur que le trou de guidage 24. Le manchon 62 est interposé entre l'entretoise de précompression 40 et la face interne du trou de guidage 24. Ce mode d'assemblage supprime l'entretoise d'appui 54. Les pièces de cet assemblage exercent la fonction de découplage mécanique sensiblement de la même façon que dans le mode de réalisation précédent. Le manchon 62 remplit la même fonction que les manchons inférieurs et supérieurs. On a représenté schématiquement à la figure 3 une variante de réalisation de l'assemblage selon l'invention appliquée à un alternateur 10 fixé sur un support 12 par un palier de fixation 64. Le palier de fixation 64 est formé par un tronçon de cylindre 66 qui est coaxial au corps 14 de l'alternateur. Le tronçon de cylindre 66 est muni de deux pattes fixation 68, 70 cylindriques latérales dont les axes sont tangents a l'axe du corps 14 de l'alternateur 10. Chacune des pattes de fixation 68, 70 est montée vissée sur une patte de support, respectivement gauche 72 et droite 74, par l'intermédiaire d'une vis de serrage gauche 76 et droite 78. tronçon de cylindre 66 comporte aussi un trou axial 80 dans lequel le corps 14 de l'alternateur 10 est suspendu élastiquement par l'intermédiaire d'un manchon amortisseur 82 réalisé tampon métallique. manchon amortisseur 82 s'interpose radialement entre le palier fixation 64 et le corps 14 de l'alternateur, pour amortir les vibrations produites par le fonctionnement de l'alternateur 10. rappelle ici que ces vibrations ont pour origine efforts générés l'interaction magnétique entre le rotor et le stator de l'alternateur 10. a représenté schématiquement à la figure 4 autre variante réalisation de l'assemblage selon l'invention appliquée à un stator monté à l'intérieur du corps 14 d'un alternateur 10 d'axe de rotation Y-Y'. Dans la suite de la description une orientation d'avant en arrière sera utilisée, elle correspond à l'orientation de gauche à droite conformément à la figure 4. Classiquement, le stator 84 est constitué par un empilage statorique de tôles et il présente une forme générale cylindrique annulaire délimitée par deux surfaces radiales annulaires d'extrémité avant 86 et arrière 88, et par une surface cylindrique externe 90. Le corps 14 de l'alternateur 10 comporte un capot avant 92 et un carter arrière 94. capot 92 et le carter 94 sont montés vissés l'un l'autre par vis de serrage 96, 98 de manière à former enceinte fermée 100 sensiblement cylindrique. Le tronçon arrière 102 du capot 92 comporte un alésage de capot 104 qui délimite avec un tronçon avant 106 du capot une surface d'épaulement 108 orientée vers l'arrière. manière similaire et sensiblement symétrique, le tronçon avant 1 du carter 94 comporte un alésage 112 de carter qui délimite avec un tronçon arrière 114 du carter une surface d'épaulement 116 orientée vers l'avant. Le stator 84 est suspendu élastiquement à l'intérieur de l'enceinte 100, par ses extrémités axiales avant 118 et arrière 120, respectivement au moyen d'un joint annulaire 122 de capot d'un joint annulaire 124 de carter à section en L. Le joint annulaire de capot 122 s'appuie axialement la surface d'epaulement 108 du capot 92, et il s'appuie radialement l'alésage 04 de capot. Le joint annulaire de carter 124 s'appuie axialement sur la surface d'épaulement 116 du carter 94, et il s'appuie radialement sur l'alésage 112 de carter. Dans l'assemblage selon l'invention qui est représenté ici, le joint annulaire 122 de capot et le joint annulaire 124 de carter sont réalisés à partir de tampons métalliques. Selon une variante de l'invention (non représentée), seul l'un des joints annulaires 122, 124 est réalisé à partir de tampons métalliques. L'autre est par exemple réalisée en caoutchouc ou en matière élastomère. Selon une autre variante de l'invention (non représentée), au moins des joints annulaires 122, 124 est remplacé par une série de blocs tampons métalliques à section en L. Ces blocs peuvent avoir la forme de portions d'anneau. Ces blocs sont par exemple répartis angulairement de manière régulière. Grace à l'assemblage selon l'invention, on obtient un bon découplage mécanique entre la machine électrique tournante et son support, qui permet une réduction importante du bruit. L'utilisation de tampons métalliques permet d'ajuster les caractéristiques mécanique de l'élément de découplage sans avoir à en modifier le volume. En effet, pour un même volume, en faisant varier les paramètres de tressage du fil métallique, on fait varier les caractéristiques mécaniques du tampon, en ce qui concerne ses capacités d'amortissement et sa raideur. Par ailleurs, les propriétés des tampons métalliques font les caractéristiques mécaniques qui ont été déterminées pour montage sont très peu sensibles aux changements de température. Les capacites de découplage mécanique restent donc constantes tout au long fonctionnement de la machine électrique tournante. De plus, la facilité d'ajustement des caractéristiques mécaniques des tampons métalliques permet de les utiliser pour toutes sortes d'applications. Il n'est plus nécessaire de choisir un produit et matériau particulier pour chaque type d'application. On décrit ici des modes de réalisation d'un assemblage selon l'invention appliqués à un alternateur 10. L'assemblage selon l'invention est applicable à d'autres types de machines électriques tournantes (non représentés), par exemple à un démarreur de véhicule automobile, ou encore à un moteur d'essuyage de véhicule automobile. REVENDICATIONS 1. Assemblage de pièces d'une machine électrique tournante (10), du type comportant au moins un élément élastique de découplage mecanique (50, 52, 56, 58, 62, 82, 108, 1 entre deux pièces, caracterisé en ce que l'élément de découplage mécanique (50, 52, 56, 62, 82, 108, 116) est un tampon metallique en fil tressé monté comprimé entre deux pièces de l'assemblage. 2. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tampon (50, 52, 56, 58, 62, 82, 108, 116) assure la liaison électrique à la masse d'une pièce. 3. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tampon (50, 52, 62, 82) a la forme d'un manchon. 4. Assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tampon (56, a la forme d'une rondelle. 5. Assemblage selon la revendication précédente, du type dans lequel machine électrique tournante (10) est montée sur un support (12) l'intermédiaire d'au moins une vis (30) comportant une tige (34) filetée et une tête (32), caractérisé ce que l'on monte deux tampons (56, 58) en forme de rondelle la vis (30), l'un entre rondelle d'appui (42) et la machine électrique tournante (10), et l'autre tampon entre la machine électrique tournante (1 et le support (12), de manière à amortir les mouvements la machine électrique (10) par rapport au support (12) suivant l'axe de la vis (30). 6. Assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins un tampon (50, 52, 62) en forme de manchon est monté sur la vis (30), entre les deux tampons (56, en forme de rondelle. 7. Assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une entretoise de précompression (40) montée sur la tige (34) de la vis (30), entre la tête (32) de la vis (30) et le support (12), et en ce que les tampons métalliques (56, 58, 62) sont montés sur l'entretoise de précompression (40), de sorte que la longueur de l'entretoise (40) détermine la valeur de précompression tampons métalliques (56, 58) en forme de rondelle. . Assemblage selon la revendication 6 ou 7, caractérisé ce que monte deux tampons (50, 52) en forme de manchon la tige (34) de la vis (30), et en ce que l'on monte, entre ces deux tampons 52), sur la vis (30) ou sur l'entretoise de précompression (40), s'il y en a une, une entretoise d'appui (54). 9. Machine électrique tournante, caractérisée en ce qu'elle comporte assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Machine électrique tournante selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'il s'agit d'un alternateur (10) de véhicule automobile. 11. Machine électrique tournante selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'il s'agit d'un démarreur de véhicule automobile. 12. Machine électrique tournante selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'il s'agit d'un moteur d'essuyage de véhicule automobile.