Brevet FR2808628A1 — publié le 20011109

"Machine électrique tournante équipée d'un boîtier à axe de torsion privilégié" L'invention concerne une machine électrique tournante. L'invention concerne plus particulièrement une machine électrique tournante, telle 'un alternateur de véhicule automobile, comportant un boîtier de forme sensiblement cylindrique qui est fixé sur un support par au moins une patte avant de fixation et par au moins une patte arrière de fixation, chaque patte de fixation étant solidaire de la paroi axiale externe du boîtier, du type dans laquelle la patte avant de fixation, ou patte d'extrémité avant, et la patte arrière de fixation, ou patte d'extrémité arrière, les plus éloignées l'une de l'autre sont traversées par axe géométrique, ou axe de torsion. II y a plusieurs années, le bruit global d'une voiture couvrait celui de l'alternateur. Or, ce n'est plus le cas aujourd'hui et l'alternateur, machine électrique tournante, constitue une source de bruit audible. Par ailleurs, les exigences réglementaires en matière de bruit sont à la fois plus présentes et plus pressantes. La réduction des émissions sonores occasionnées par un véhicule est donc un objectif à prendre en compte dès la conception du véhicule, et conséquent dès la conception de ses équipements, et notamment de son alternateur. De plus, les alternateurs doivent fournir une puissance de plus en plus importante afin de subvenir aux besoins électriques des nouveaux appareils électriques du véhicule qui étaient jusque là entraînés mécaniquement : la pompe à eau, la pompe à air, la pompe de direction assistée, la pompe de climatisation, etc. Enfin, le niveau sonore du véhicule devient un critère de choix d'un véhicule à l'achat. On constate aussi que l'écran acoustique de l'habitacle d'un véhicule est généralement conçu pour atténuer les bruits provenant du moteur du véhicule et qu'il n'attenue pas les bruits provenant de l'alternateur, qui ont une frequence plus élevée. Pour une plage de vitesse de l'alternateur située enriron entre 1000 et 6000 tours par minute, le bruit émis par l'alternateur est qualifié de bruit magnétique et le niveau global du son est essentiellement constitué par un harmonique principal. cherche donc prioritairement à réduire le bruit associe a cet harmonique. Pour réduire ce bruit de l'alternateur, il est connu de fixer l'alternateur rigidement à son support par une patte avant de fixation et une patte arrière de fixation, le troisième appui constitué par la patte avant de fixation étant soit supprimé, soit réalisé par découplage grâce à l'interposition entre cette patte et le support d'un patin amortisseur en caoutchouc. Toutefois, ces deux techniques impliquent chacune une dégradation de la tenue mécanique de la fixation de l'alternateur. sait que les vibrations d'un corps peuvent être produites suivant différents modes. Généralement un alternateur en fonctionnement à bas régime vibre suivant un mode dit de corps rigide, c'est à dire qu'il se déplace légèrement, notamment par déformation des éléments de fixation de l'alternateur sur son support, selon un ou plusieurs axes de translation autour d'une position de repos. Les déplacements du boîtier, ou carter, l'alternateur provoquent un rayonnement, déplaçant les molecules d'air qui l'entourent, ce qui produit une onde sonore. Un corps peut vibrer suivant un mode dit de torsion, c'est à dire qu'il oscille angulairement autour d'un axe de torsion le traversant. Selon ce mode vibration le corps déplace moins d'air, car il pivote globalement sur lui-même donc sans se déplacer par rapport à sa position repos. On constate que mode de vibration produit moins de bruit. Le document FR-A-2.780.573 propose d'exploiter les propriétés du mode de vibration de torsion. Ce document propose une machine électrique tournante telle qu'un alternateur de véhicule automobile dans laquelle le troisième appui est une patte de fixation comprenant une surface d'appui sur le support dont l'aire est inférieure à l'aire de la surface d'appui des deux autres pattes de fixation, de manière à favoriser l'oscillation angulaire du boîtier autour d'un axe de torsion. La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités en proposant un nouveau perfectionnement d'une machine électrique tournante qui permette de favoriser l'oscillation angulaire du boîtier autour d'un axe de torsion et qui puisse éventuellement se combiner aux caractéristiques de la machine électrique tournante décrite dans le document de brevet cité ci-dessus, vue de réduire encore le niveau sonore de la machine. Dans ce but l'invention propose une machine électrique du type décrit précédemment, caractérisée en ce que le boîtier a une rigidité plus importante le long de l'axe de torsion de manière que les vibrations résultant du fonctionnement de la machine provoquent l'oscillation angulaire du boîtier globalement autour de l'axe de torsion, en vue de diminuer l'intensité sonore produite la machine. Selon d'autres caracteristiques de l'invention - la liaison des pattes d'extrémité avec le boîtier est rigidifiée, par exemple ajout de matière ; - on ajoute de matière sur la paroi axiale externe, ou interne, du boîtier globalement le long de la zone de raccordement entre la paroi axiale et un plan torsion qui contient l'axe de torsion, et qui est orienté de manière que la distance entre chaque patte de fixation et projection géométrique sur le plan de torsion soit maximale ; - le boîtier est moulé avec ajout de matiere le long de l'axe de torsion par exemple par un procédé de moulage ; - chacune des pattes de fixation qui ne sont pas sur l'axe de torsion comporte une surface d'appui le support d'aire inférieure à l'aire de la surface d'appui d'une patte d'extrémite sur le support, de manière à favoriser l'oscillation angulaire boîtier autour de l'axe de torsion ; - machine est un alternateur, ou alternateur- démarreur de véhicule ; - l'alternateur est du type refroidi par eau. D'autres caractéristiques et avantages 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 de côté qui représente un alternateur de véhicule automobile réalise selon les enseignements de l'état de la technique ; - la figure 2 est une vue de côté en perspective qui représente la patte d'extrémité arrière d'un boîtier d'alternateur réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 3 est une vue similaire à la précédente qui représente la patte d'extrémité avant du boîtier de l'alternateur selon l'invention. Dans la description qui suit, on utilisera, à titre non limitatif, une orientation avant et arrière respectivement de gauche à droite conformément à la figure 1. Des éléments identiques ou similaires seront désignés par des références identiques. On a représente à la figure 1 une machine électrique qui est un alternateur 10 véhicule automobile et qui est réalisée selon les enseignements du document FR-A-2.780.573. L'alternateur 10 comporte un boîtier 12, ou carter, de forme sensiblement cylindrique d'axe A-A. Le boîtier 10 comporte sur sa paroi axiale externe 13 trois pattes de fixation 14, 16, 18 pour le montage de l'alternateur 10 sur un support (non représenté) solidaire du châssis du véhicule. Le boîtier 10 comporte ici, au voisinage de son extrémité axiale avant 20, deux pattes avant de fixation 14, 16 et, au voisinage de son extremité axiale arrière 22, une patte arrière de fixation 18. La patte arrière de fixation 18, ou patte d'extrémité arrière, est agencée " @ au droit d'une patte avant de fixation 14, ou patte de découplage, suivant l'axe A-A du boîtier 12 et est donc plus éloignée de l'autre patte avant de fixation 16, ou patte d'extrémité avant. Chacune des pattes de fixation 14, 16, 18 comporte un trou de fixation 24 d'axe X-X parallèle à l'axe A-A du boîtier 12. Les pattes de fixation 14, 16, 18 sont prévues pour fixer rigidement l'alternateur 10 au support de manière connue, par exemple au moyen de vis de fixation (non représentées) traversant les trous de fixation 24 et le support. On a représenté une poulie 26 qui est portée par un tronçon d'extrémité axiale de l'arbre (non représenté) de l'alternateur 10 et qui fait saillie vers l'avant à l'extrémité axiale avant 20 du boîtier 12. Avantageusement, la patte de découplage 14 comporte une surface d'appui sur le support d'aire inférieure à l'aire de la surface d'appui des pattes d'extrémité 16, 18. Ainsi, comme diminue légèrement la rigidité de la fixation de l'alternateur 10 sur son support au niveau de la patte de découplage 14, l'alternateur 10 peut vibrer suivant un mode de torsion autour d'un axe géométrique de torsion T-T qui passe les deux pattes d'extrémité 16, 18. patte de découplage 14 réalise un découplage par rapport support par une transmission réduite des vibrations. On décrira maintenant, en référence aux figures 2 et 3, un alternateur 10 qui est réalisé conformément aux enseignements de l'invention et qui est ici réalisé dans le cadre d'un perfectionnement du mode de réalisation connu décrit en référence à la figure 1. On a représenté sur les figures 2 et un alternateur 10 du type pincé, c'est à dire que le stator 32 l'alternateur 10 est serre axialement entre un palier avant et un palier arrière du boîtier 12 au moyen de tirants 38. Bien entendu, l'invention s'applique ' d'autres types d'alternateurs tels que les alternateurs du type à bride ou du type fretté. Selon l'invention, on augmente la rigidité du boîtier 12 le long de l'axe de torsion T-T, ici par ajout de matière. définit un plan de torsion Pt qui contient l'axe de torsion T et qui est orienté de manière que la distance entre la patte de découplage 14 et sa projection géométrique sur le plan torsion Pt soit maximale. plan de torsion Pt est sensiblement perpendiculaire au plan de la figure 1. zone de raccordement entre la paroi axiale externe 13 et plan de torsion Pt délimite un périmètre de torsion Pmt. Avantageusement, les paliers 34, 36 du boîtier 12 sont moulés de manière qu'ils présentent des renforts de matière sur le périmètre de torsion Pmt. Plus précisément, comme on peut le voir sur la figure 2, le palier arrière 36 comporte une portion arrière 40 de jupe axiale s'étend vers l'avant depuis son bord périphérique avant La portion arrière 40 de jupe axiale s'étend globalement sur une moitié de la circonférence du boîtier 12, depuis la patte d'extrémité arrière 18, dans le sens anti-horaire lorsque l'on regarde l'avant de l'alternateur 10. note que la liaison de la patte d'extrémite arrière 18 avec boîtier 12 est rigidifiée par des renforts de matière 44. De manière similaire, comme on peut le voir la figure 3, le palier avant 34 comporte une portion avant de jupe axiale s'étend vers l'arrière depuis son bord periphérique arrière portion avant 46 de jupe axiale s'étend globalement sur une moitié de la circonférence du boîtier 12, depuis la patte d'extrémité avant 16, dans le sens horaire. note que la liaison de la patte d'extrémité avant 16 avec boîtier 12 est aussi rigidifiée par des renforts de matière 44. remarque que les deux portions 40, 46 de jupe axiale ne sont en regard l'une de l'autre. Grace aux enseignements de l'invention, la rigidification du boîtier 12 le long de l'axe de torsion T-T favorise l'oscillation angulaire du boîtier 12 autour de l'axe de torsion T, donc le mode de torsion. Lors du fonctionnement de l'alternateur 10 selon l'invention, on constate un gain important dans la diminution du niveau sonore. Selon des variantes (non représentées) de realisation de l'invention, on peut rigidifier le boîtier 12 par d'autres moyens connus. Au lieu d'augmenter la rigidité du boîtier 12 le long de l'axe de torsion T-T, c'est à dire sur le périmètre de torsion Pmt, on peut aussi diminuer la rigidité du boîtier 12 à l'extérieur du périmètre de torsion Pmt, par exemple en l'allégeant sur les parties extérieures au périmètre de torsion Pmt. La rigidification peut aussi être réalisée sur les faces internes des paliers. Bien entendu, l'enseignement de cette invention peut être appliqué aux alternateurs refroidis par eau tels que décrits dans le document FR-A-2.768.272. Dans les alternateurs du type refroidi par eau, l'augmentation de la rigidité, par exemple par ajout de matière, est réalisée au niveau de la poche d'eau portée par le palier arrière. REVENDICATIONS 1. Machine électrique tournante (10) comportant un boîtier (12) de forme sensiblement cylindrique qui est fixé sur un support par au moins une patte avant de fixation (14, 16) et par au moins une patte arrière de fixation (1 chaque patte de fixation (14, 16, 18) étant solidaire de la paroi axiale externe (1 du boîtier (12), du type dans laquelle patte avant de fixation (16), ou patte d'extrémité avant, et patte arrière de fixation (18), ou patte d'extrémité arrière, plus éloignées l'une de l'autre sont traversées par un axe géométrique (T-T), ou de torsion, caractérisée en ce que le boîtier (12) a une rigidité plus importante le long de l'axe de torsion (T-T) de manière que les vibrations résultant du fonctionnement de la machine (10) provoquent l'oscillation angulaire du boîtier (12) globalement autour de l'axe de torsion T), en vue de diminuer l'intensité sonore produite par la machine (10). 2. Machine (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la liaison des pattes d'extrémité (16, 18) avec le boîtier (12) est rigidifiée, par exemple par ajout de matière. 3. Machine (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en que l'on ajoute de la matière sur la paroi axiale externe (1 ou interne, du bottier (12) globalement le long de la zone raccordement entre la paroi axiale et un plan de torsion (Pt) contient l'axe de torsion (T-T), et qui est orienté de manière la distance entre chaque patte de fixation (14) qui n'est pas l'axe de torsion (T-T) et sa projection géométrique sur le plan de torsion (Pt) soit maximale. 4. Machine (10) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le boîtier (12) est moulé avec ajout de matière le long de l'axe de torsion (T-T) exemple par un procédé de moulage. 5. Machine (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce chacune des pattes de fixation (14) qui ne sont pas sur l'axe torsion (T-T) comporte une surface d'appui (28) sur le support d'aire inférieure à l'aire de la surface d'appui (30) d'une patte d'extrémité (16, 18) sur le support, de manière à favoriser l'oscillation angulaire du boîtier (12) autour de l'axe de torsion (T-T). 6. Machine (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce la machine (1 est un alternateur, ou un alternateur-demarreur, de " icule. 7. Machine (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'alternateur (10) est du type refroidi par