Brevet FR2815191A1 — publié le 20020412

"Machine électrique tournante, et notamment alternateur de véhicule automobile, comportant un stator monté élastiquement dans une résine thermoconductrice" La présente invention concerne une machine électrique tournante. L'invention concerne notamment un alternateur utilisé pour l'alimentation en énergie du circuit électrique d'un véhicule automobile. L'invention concerne une machine électrique tournante du type comportant un stator de forme générale annulaire cylindrique qui est agencé dans un carter comprenant une portion arrière et une portion avant reliées entre elles selon un plan de joint perpendiculaire à l'axe du rotor de la machine, du type dans lequel la face axiale externe du stator délimite, avec la face axiale interne du carter, un espace radial annulaire, et du type dans lequel le stator est monté serré axialement entre les surfaces radiales de portées opposées formées dans chacune des deux portions du carter, avec interposition d'au moins un élément déformable élastiquement comprimé axialement entre chacune des deux surfaces de portée et une portion de la face radiale annulaire d'extrémité en vis-à-vis du stator. Une machine électrique tournante de ce type est décrite dans le document FR-A-2.727. 807. Dans un tel type de machine électrique tournante, le stator n'est pas en contact direct avec le carter mais il en est isolé par des tampons en élastomère et par de l'air. Par conséquent, le stator est isolé du point de vue vibratoire, mais il n'évacue pas suffisamment les calories produites pendant le fonctionnement de la machine, et la température de fonctionnement dépasse alors les valeurs tolérées par les composants de la machine. De plus, les tampons et joints formant amortisseurs de vibrations utilisés dans cette machine ont des formes relativement complexes, ce qui augmente le coût de fabrication et d'assemblage de la machine. Dans le cas où le joint utilisé est du type à section en L, sa mise en place sur le stator est impossible dans le temps de cycle d'un procédé d'assemblage en grande série. L'invention vise à proposer un perfectionnement d'un tel type de machine électrique tournante, qui ne présente pas les inconvénients précités. Dans ce but, l'invention propose une machine électrique tournante du type mentionné précédemment, caractérisée en ce qu'au moins une partie de l'espace radial annulaire contient de la résine thermoconductrice déformable élastiquement qui s'interpose radialement entre le carter et le stator, en vue de réaliser un découplage mécanique radial entre le stator et le carter, et en vue de dissiper l'énergie thermique depuis le stator vers le carter. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - seule la portion avant du carter contient de la résine thermoconductrice ; - un joint annulaire plat déformable élastiquement est interposé axialement entre la face radiale annulaire d'extrémité avant du stator et la surface de portée formée dans la portion avant du carter ; - une série de tampons déformables élastiquement sont répartis angulairement et comprimés axialement entre la face radiale annulaire d'extrémité arrière du stator et une portion de la surface de portée formée dans la portion arrière du carter ; - chaque tampon comporte une patte de positionnement en queue d'aronde qui est reçue axialement dans un logement complémentaire formé dans la portion arrière du carter ; L'invention concerne aussi un alternateur, notamment pour un véhicule automobile, comportant au moins l'une des caractéristiques précédentes. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d'un alternateur réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective qui représente un tampon amortisseur de l'alternateur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue partielle en section transversale qui illustre le montage du tampon amortisseur de la figure 2 dans un logement complémentaire du carter de l'alternateur ; - la figure 4 est une vue d'un détail de la figure 1 qui représente la portion de l'espace radial annulaire du stator contenant de la résine thermoconductrice ; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 1 qui illustre le positionnement du joint annulaire plat dans la portion avant du carter de l'alternateur ; - la figure 6 est une vue similaire à la figure 1 qui illustre le positionnement du stator dans la portion avant du carter de l'alternateur, avant de couler la résine thermoconductrice dans l'espace radial annulaire et avant le montage de la portion arrière du carter. Dans la description qui va suivre, des composants identiques ou similaires illustrés sur les différentes figures seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On utilisera arbitrairement une orientation d'arrière en avant, suivant l'axe X-X de l'alternateur, qui correspond à une orientation de haut en bas sur la figure 1. On a représenté à la figure 1 un alternateur de véhicule automobile 10 qui est constitué pour l'essentiel d'un stator 12 monté dans un carter 14 comprenant une portion arrière 16 et une portion avant 18, et d'un rotor (non représenté). De manière classique, le rotor est monté tournant à l'intérieur d'une enceinte cylindrique annulaire délimitée à l'intérieur du stator 12. Le stator 12 est constitué par un empilage de tôles et il présente une forme générale cylindrique annulaire délimitée par deux surfaces radiales annulaires d'extrémité arrière 20 et avant 22 et par une surface cylindrique externe 24. Les deux portions 16 et 18 de l'enveloppe ou carter 14 qui reçoit le stator 12 sont deux pièces moulées et usinées dont chacune reçoit un palier (non représenté) pour le montage à rotation de l'arbre du rotor. Les deux portions 16,18 du carter 14 comportent chacune une face radiale annulaire d'extrémité usinée 26,28 qui délimitent un plan de joint P des deux portions 16,18 du carter 14 selon lequel elles sont serrées axialement au moyen d'une série de quatre vis de serrage (non représentées) réparties angulairement de manière régulière autour de l'axe X-X de l'alternateur 10. La surface cylindrique externe 24, du stator 12 délimite avec la surface cylindrique interne 30 du carter 14 un espace radial annulaire 32. Le stator 12 est suspendu élastiquement à l'intérieur du carter 14 en deux parties 16,18. Conformément à un agencement connu de l'état de la technique, le stator 12 comporte, à l'arrière, une série de tampons élastiques 34 en forme de blocs qui sont ici au nombre de quatre et qui sont répartis angulairement de manière régulière autour de l'axe X-X, de manière à s'interposer axialement entre une portion de la face radiale annulaire d'extrémité arrière 20 du stator 12 et une surface radiale annulaire de portée arrière 36 formée en vis- à-vis dans la portion en forme de jupe cylindrique de la portion arrière 16 du carter 14. Sur la figure 2 on a représenté un exemple de tampon 34. Chaque tampon 34 est ici un bloc de forme générale parallélépipédique rectangle qui délimite deux faces parallèles et opposées d'appui 35 et 37 dont chacune prend respectivement appui contre une portion en vis-à-vis de la face radiale annulaire d'extrémité arrière 20 du stator 12 et contre la surface radiale annulaire de portée 36 usinée dans la portion arrière 16 du carter 14. Chaque tampon 34 en forme de bloc rectangulaire se prolonge latéralement par une patte de positionnement 38 en queue d'aronde comportant deux arêtes axiales 40,42. La patte de positionnement 38 est reçue axialement dans un logement complémentaire 44 formé dans la portion en forme de jupe cylindrique de la portion arrière 16 du carter 14, comme on peut le voir sur la figure 3. La patte de positionnement 38 est réalisée venue de matière en une seule pièce. Le stator 12 comporte, à l'avant, un joint annulaire plat 46 déformable élastiquement qui s'interpose axialement entre une portion de la face radiale annulaire d'extrémité avant 22 du stator 12 et une surface radiale annulaire de portée 48 formée en vis-àvis dans la portion en forme de jupe cylindrique de la portion avant 18 du carter 14. Les tampons 34 et le joint annulaire 46 sont réalisés en matériau compressible axialement, par exemple en élastomère ou en caoutchouc. Après serrage, et comme cela est illustré sur la figure 1, les tampons 34 et le joint annulaire 46 sont comprimés axialement entre les faces radiales annulaires d'extrémité 20,22 du stator 12 et les surfaces de portée 36,48 associées aux portions 16,18 du carter 14, les surfaces annulaires d'extrémité 26 et 28 du carter 14 étant serrées en contact selon le plan de joint P. Conformément aux enseignements de l'invention et comme on le voit sur la vue de détail de la figure 4, l'espace radial annulaire 32 contient de la résine 50, ou colle, thermoconductrice déformable élastiquement qui s'interpose radialement entre la surface cylindrique externe 24 du stator 12 et la surface cylindrique interne 30 de la portion avant 18 du carter 14. Avantageusement, on remplit seulement la portion inférieure, ou portion avant, de l'espace radial annulaire 32 avec la résine 50. La résine 50 doit pouvoir se déformer élastiquement dans le sens radial, de manière à réaliser un découplage mécanique radial entre le stator 12 et le carter 14. Ainsi, la résine 50 amortit les vibrations radiales émises par le stator 12 pendant son fonctionnement pour empêcher qu'elles ne se transmettent au carter 14 et émettent du bruit. La résine 50 permet aussi d'améliorer la dissipation de l'énergie thermique émise par le stator 12 vers le carter 14. En effet, la résine thermoconductrice 50 conduit mieux la chaleur que l'air ou que les matériaux élastomères des tampons 34 et du joint 46. Elle permet donc à l'alternateur 10 de mieux évacuer les calories depuis le stator 12 vers le carter 14. L'assemblage des différents composants de l'alternateur 10 s'effectue de la manière suivante. Le joint annulaire plat 46 est mis en place dans la portion avant 18 du carter 14, la face ouverte de cette dernière étant de préférence orientée vers le haut, comme sur la figure 5. On met ensuite en place le stator 12, dans la portion avant 18, avec sa face radiale annulaire d'extrémité avant 22 en appui axial contre le joint 46. Avantageusement, on utilise un outil de centrage de type connu pour positionner le stator 12 coaxialement aux paliers du carter 14. Par ailleurs, les quatre tampons 34 sont mis en place dans les logements correspondants 44 de la portion arrière 16 du carter 14. A cet effet, il est possible de prévoir que les dimensions transversales des pattes de positionnement 38 soient légèrement supérieures à la largeur de chaque logement 44 afin d'assurer un maintien en position de la patte 38 dans le logement 44 par une légère compression du matériau constitutif de la patte 38. On coule ensuite de la résine 50, ou colle, thermoconductrice dans l'espace radial annulaire 32 jusqu'à ce que la hauteur de la résine 50 atteigne par exemple les trois quarts de la hauteur de la jupe cylindrique de la portion avant 18 du carter 14. On note que le joint annulaire plat 46 ferme hermétiquement l'extrémité axiale avant de l'espace radial annulaire 32, ce qui empêche la résine 50 de s'écouler en dehors de l'espace radial annulaire 32, par exemple vers l'avant du carter 14. Puis on polymérise la résine 50 de manière qu'elle soit déformable élastiquement et quelle ne coule plus. On note que, après sa polymérisation, la résine 50 assure le centrage du stator 12 et son immobilisation radiale. On met ensuite en place la portion arrière 16 du carter 14 sur la portion avant 18 avec les faces d'appui 37 des tampons 34 en contact contre la face radiale annulaire d'extrémité arrière 20 du stator 12, de manière à obtenir le montage final représenté sur la figure 1. Selon des variantes de réalisation (non représentées) de l'invention, la résine 50 peut être injectée dans l'espace radial annulaire 32 selon plusieurs techniques connues. On peut par exemple prévoir un trou d'injection dans la jupe cylindrique de l'une des portions 16,18 du carter 14 en vue de réaliser l'injection de résine 50 après le montage de la portion arrière 16 sur la portion avant 18. Bien entendu, cette invention peut également être mise en oeuvre pour des alternateurs de véhicule automobile du type décrit précédement mais comportant un stator bobiné avec des conducteurs de gros diamètre en forme de barres. Un tel bobinage de stator est décrit par exemple dans le document WO 92/06257. Ces conducteurs en forme de barres remplissent bien les encoches que comporte le corps du stator et se présentent généralement sous la forme d'épingles de section avantageusement ronde, carrée ou rectangulaire. Des conducteurs sous la forme de barres coudées peuvent par exemple remplacer avantageusement les épingles. Grâce à l'invention, un tel rotor bobiné avec de gros conducteurs en forme de barres pourra être refroidi aisément. L'agencement du stator dans le carter 14 selon l'invention est avantageusement applicable aux alternateurs de véhicule automobile ou aux machines électriques de type"aiterno- démarreurs"connus en soi qui sont aptes à fonctionner alternativement comme moteur de démarreur ou comme alternateur. Pour plus de précision, on se reportera à la demande FR-0003131 déposée le 10 mars 2000. REVENDICATIONS 1. Machine électrique tournante (10) du type comportant un stator (12) de forme générale annulaire cylindrique qui est agencé dans un carter (14) comprenant une portion arrière (16) et une portion avant (18) reliées entre elles selon un plan de joint (P) perpendiculaire à l'axe (X-X) du rotor de la machine (10), du type dans lequel la face axiale externe (24) du stator (12) délimite, avec la face axiale interne (30) du carter (14), un espace radial annulaire (32), et du type dans lequel le stator (12) est monté serré axialement entre les surfaces radiales de portées opposées (36,48) formées dans chacune des deux portions (16,18) du carter (14), avec interposition d'au moins un élément déformable élastiquement (34,46) comprimé axialement entre chacune des deux surfaces de portée (36,48) et une portion de la face radiale annulaire d'extrémité en vis-à-vis (20,22) du stator (12), caractérisée en ce qu'au moins une partie de l'espace radial annulaire (32) contient de la résine thermoconductrice (50) déformable élastiquement qui s'interpose radialement entre le carter (14) et le stator (12), en vue de réaliser un découplage mécanique radial entre le stator (12) et le carter (14), et en vue de dissiper l'énergie thermique depuis le stator (12) vers le carter (14). 2. Machine électrique tournante (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que seule la portion avant (18) du carter (14) contient de la résine thermoconductrice (50). 3. Machine électrique tournante (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un joint annulaire plat (46) déformable élastiquement est interposé axialement entre la face radiale annulaire d'extrémité avant (22) du stator (12) et la surface de portée (48) formée dans la portion avant (18) du carter (14). 4. Machine électrique tournante (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une série de tampons (34) déformables élastiquement sont répartis angulairement et comprimés axialement entre la face radiale annulaire d'extrémité arrière (20) du stator (12) et une portion de la surface de portée (36) formée dans la portion arrière (16) du carter (14). 5. Machine électrique tournante (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque tampon (34) comporte une patte de positionnement (38) en queue d'aronde qui est reçue axialement dans un logement complémentaire (44) formé dans la portion arrière (16) du carter (14). 6. Alternateur (10), notamment pour un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est réalisé conformément à l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Alternateur (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est apte à fonctionner alternativement comme moteur de démarreur ou comme alternateur.