Brevet FR2824966A1 — publié le 20021122

plastoaimant. L'invenLion concerne une machine lecLique tournanLe, notammenL un alternaLeur pour vhicule automobile, du Lype comprenanL un palier avanL eL un palier arri@re sur lesquels sonL fix4s des enroulemenLs de sLaLor eL dans lesquels esL monLd roLaLif un arbre de roLor, un agencemenL de redressemenL comprenanL une pluraliLA de diodes posiLives supporL6es par un diGGipaLeur de chaleur en forme gndrale de plaque de supporL eL une pluraliL de diodeG nAgaLives GuorL6es par un {lmenL de supporL en forme de plaque, ceG plaqueG ALanL axialemenL juLaposes en ALanL fixes sur le palier arridre, eL un diGosiLif de refroidisGemenL par circulaLion d'un couranL axial d'un fluide de refroidiGGemenL, Lel gue de l'air, Lravers des ouverLures axiales danG 1eGdiLes plaques, au moins cerLaines ouverLures dans la plaque de supporL des diodes posiLives LanL pourvues de nervureG de retroidiGGemenL. One machine lecLrigue de ce Lype eGL ddriLe dans le documenL DE-A19705228. LeG ouverLureG qui sonL praLigueG danG la plaque de supporL des diodes posiLiveG comporLenL cinq ouverLures d'une Lendue angulaire imporLanLe donL deux d'une forme gndrale LrapAzoidale. Ces ouverLures Lrapdzoidales sonL enLourdes chacune par une nervure faisanL saillie axialemenL de la plaque. Ce dispoGitif de refroidissement ouverture aiales assure certes un refroidisGement pluG efficace gue leG diGpositifs de refroidissement sanG ouvertureG axiales, mais n'eGL cependanL pas encore GaLisfaisanL. La pr{GenLe invenLion a pour buL d'amliorer le refroidGsemenL d'une machine LournanLe du Lype indigud plus hauL. Pour aLLeindre ce buL, la machine de l'invenLion eGL caracL4rise en ce gue la plague de supporL des diodes poGiLiVeG comporL un grand nombre de nervures gui prsenLent la forme d'ailettes s'tendant Gensiblement radialement sur la plague et en ce gu'une ouverLure de passage d' air de refroidissemenL est prAvue enLre chaque paire d'aileLLes adjacenLes. Selon une caracLdrisLique de l'invenLion, cerLaines aileLLes s'@LendenL sensiblemenL jusqu'A la priphrie exL6rieure de la plaque de supporL des diodes posiLives en sorLe que la plaque soiL refroidie sur LouLe son Lendue radiale. Selon une auLre caracL@risLique de l'ivenLion, au moins deux diodes posiLives sonL dispoG6es pr@G de la riph6rie exL6rieure de la plaque de supporL deG diodes poGiLiveG. CrAce ceLLe disposiLion les ouverLures peuvenL Lre manageG radialemenL en deGGouG des diodes eL 1'@paiGGeur de la plaque peuL aLre augmenL6e au iveau deG diodes our mieux refroidir celles-ci. Selon encore une auLre caracLdisLique de l'invenion, les ouverLures dans la laque de supporL deG diodeG posiLives conGLiLuenL avec leG aileLLes qui les dlimiLeL des canaux d'6coulemenL acclArd de l'air de refroidiGGemenL. L'invenLion Gera mieux comprise eL d'auLres buLs, caracLrisLiques, ddLailG eL avanLageG de celle-ci apparaiLonL plus clairemenL dans la descripLion explicaLive qui va suivre faiLe en rfArence aux dessins schmaLiques annex4G donnAs uniquemenL LiLre d'exemple illuGLanL un mode de rdalisaLico de l'invenLion eL dans leGquels: - la figure 1 eGL une vue en perGpecLive d'un agencemenL de redressemenL connu, monLd sur le palier arri6re d'un alLernaLeur pour vhicule auLomobile; - la figure 2 eGL une vue axiale de la face inLerne du palier selon la figure 1; - la figure 3 esL une vue en perspecLive d'un agencemenL de redreGGemenL selon 1'invenLion; - la figure 4 esL une vue en perspecLive d'un diGGipaLeur de chaleur de l'agencemenL de redreGGemenL selon la figure 3; l - la figure 5 eGL une vue de desGus du dissiateur selo la figure 4; - la figore 6 est une vue de dessuG d'une plaque inLermAdiaire isolanLe de l'agencemenL de redreGGemenL selon la figure 3; - la figure 7 eGL une vue en erspecLive, d'un capoL de proLecLion deGLind coiffer l'agencemenL de redreGGemenL selon la figure 3, eL - la fiqure 8 esL une voe en perGpecLive d'un palier arri@re d'alLernaLeur, capoL de proLecLion inLAgr, selon un auLre mode de rdaliGaLion de l'invenLion. Pour faciliLer la comprdhension de 1'invenLion eL le conLeLe dans lequel celle-ci s'inscriL, on dAcrira LouL d'abord, en se rAf reporLera pour plus de prcisions. Comme le monLre la figure 1, un agencemenL de redreGGemenL d@signd par le num@ro de rf6rence 1 eGL fixA Gur le palier arriAre 2 de l'alLernaLeur. Ce palier arriAre porLe, dans l'alLernaLeur, avec un palier avanL aropriA, l'arbre de roLor eL le GLaLor de l'alLernaLeur. Pour mmoire on rappelera que leG paliers avanL eL ari@re apparLiennenL la parLie fixe de l'alLernaLeur deGLinde aLre fixe sur une parLie fixe du vdMicule auLomobile. C'esL pour ceLLe raison que la palier 2 pr@senLe une oreille. Ces paliers sonL {lecLiquemenL conducLeurs en LanL classiquemenL base d'aluminium en ALanL reli4s la masse. Le sLaLor comporLe un COCG de GLaLor danG lequel sonL f iXG 1eG enroulemenLs de GLaLor donL les sorLies sonL relides l'agencemenL de redressemenL dAcriL ci-apr@G. e palier arri@re 2 pr4senLe la forme gAnArale d'une coupelle comporLanL une parLie formanL plaLeau cenLral 3 d'orientation tranevereale et un reLord annulaire extérieur 4 d' orientation axiale comportant des ouvertures latérales 5 de sortie de l'air de refroidissement qui a été aspiré par un ventilateur interne assorti au rotor de l'alternateur visible à la figure 1 du document EP-B-0515259 précité. Le palier 2 comprend une âme cylindrique centrale 6 de logement, par l'intermédiaire d'un roulement à billes, de l'arbre de rotor. La partie du plateau de palier 3 autour de l'âme 6 est pourvue d'ouvertures 7 destinées au passage de l'air de refroidissement de l'alternateur. L'agencement de redressement comprend trois paires de diodes positives et nagatives, une diode positive étant doublée. Les diodes sont du type à corps cylindrique constituant une borne de connexion, tandis que la seconde borne est constituée par une queue s'étendant axialement à partir de ce corps. Pour une réduction de l'encombrement axial les diodes positives et négatives sont montées tête bèche, les queues des diodes positives pénétrant dans les ouvertures 7. Les diodes positives indiquées en 8 sont emmanchées à force par leur corps cylindriques dans un supportdissipateur de chaleur en forme générale d'une plaque 9. Les diodes négatives 10 sont emmanchées à force par leur corps cylindriques dans la zone annulaire du plateau du palier, qui entoure la portion comportant les ouvertures susmentionnées 7. Les queues désignées par 11 des diodes négatives traversent des trous 11' pratiqués dans la plaque support 9 des diodes positives 8. Cette plaque est séparée du plateau 3 du palier par un corps en forme générale de plaque 13 en un matériau électriquement isolant, surmoulé sur un ensemble de conducteurs plats. Cette plaque 13 est appelée connecteur et, grâce à ses conducteurs plats, forme avec les diodes positives et négatives un pont redresseur pour redresser le courant à la sortie des enroulements de stator. Ces enroulements sont agencoes pour former les phases de stator et comportent des conducteur électriques reliés à la plaque 13. Ainsi le numéro de référence 14 désigne les éléments en forme de pince-fils pour le passage de ces conducteurs destinés à relier les phases et le neutre du stator triphasé de l'alternateur à l'agencement de redressement. La plaque 9 de support des diodes positives 8 et la plaque intermédiaire isolante 13 sont axialement juxtaposées et fixées par des vis 15 au palier. Pour compléter la description, des numéros de référence 16 et 17 désignent respectivement le dispositif électronique de réqulation de l'alternateur et la borne de sortie de l'alternateur qui est connectée au support dissipateur 6. La plaque 9 est métallique. Bien entendu un capot en matière plastique recouvre l'agencement de redressement 1. Ce caport est agencé pour permettre une circulation de l'air en étant fixé surle palier arrière. Un tel capot est visible dans le document EP-B-0515259 précité. Ce capot est également en forme de coupelle. En se référant aux figures 3 à 8 on décrira ci- après les mesures constructives proposces, conformément à l'invention, pour optimiser le refroidissement de l'agencement de redressement. On utilisera les mêmes références pour les éléments identiques ou similaires à ceux montrés sur les figures 1 et 2. L' invention concerne notamment la réalisation de la plaque 9 formant support des diodes positives 8. Suivant une caractéristique cette plaque 9 est agencée pour assurer une meilleure dissipation de chaleur et sera appelée dissipateur de chaleur. Comme on le voit sur les figures 3 à 5, l'agencement de redressement selon l 'invention peut se contenter de trois diodes positives 8, en raison de l'optimisation du refroidissement procuré par l'invention. Différemment de la figure 1, deux de ces diodes 8 sont disposées près de la périphérie externe de la plaque, sensiblement sur le même cercle que les trous 11' des queues 11 des diodes négatives et les vis 15 de fixation de l'agencement de redressement sur le palier. La LoisiAme diode esL dispose au voisinage de la borne 17. Les Lous dans lesquels sonL emmanchs force les diodes porLanL la rf6rence 8' et les trouG de pasGage des vis 15 sont indiqu6s en 15'. Comme on le voit clairement sur les figures, la parLie cenLale du dissipaLeur 9 est ainsi dgage. Une caractAristique essentielle de l 'invention rside dans le fait que la face supArieure du diGGipateur 9 porte une mulLiLude d'ailettes 18, 19 qui font saillie erpendiculairement de la face de la plaque eL G'Lend sensiblement radialement partir du bord radialement interne de la plaque, leG ailetLes 18 allant pratiquement jusqu'A la priph6rie externe de la laque diGGipatrice, leG auLres ailettes 19 jusqu'aux trous de rception des diodes, deG Vis de fixation et de paGGage deG queues des diodes nAgatives. On constate que la diode positive mdiane 8 est situde entre deux ailettes longueG 18 et quune deG ailetteG longues 18 eGt proximitd des deux autres diodes 8. Dans 1'exemple re@sent4, douze ailettes 18, 19 sont prAvues Gur le diGGipaLeur. [a figure 4 faiL apparaitre que cerLaines aileLLes pr@senLenL une largeur plus imporLanLe pour augmenter la maGGe de la pIaque. Comme le montre clairement les figures, la plaque eGt perce entre les ailettes danG l'aire diGponible. Ces ouvertures 20 constituent avec les ailettes radialeG 18, 19 convergenteG verG l'intrieur, des canaux axiaux de refroidiGGement qui aGGurent un Acoulement acclArA de l'air de retroidiGGement aspird par le ventilateur inLerne eL enGuite refould traverG les ouvertures latraleG s du palier. La figure 6 illuGtre la plaque intermdiaire iGolante 13 qui comporte, de la mani@re correGpondant la plaque 9 de Gupport des diodeG poGitives, des trous de passage 22 deG queues deG diodes poGitives 8, des trous de paGGage 23 des Vis de fixation 15 eL des Lrous de paGGage 24 des queues de paGGage des diodes n6gatives 10, tous dans la zone annulaire extérieure près de sa périphérie, la partie annulaire 25 situce plus à l'intérieur étant pourvue de larges ouvertures 26 d'écoulement de l'air de refroidissement et dont la disposition correspond aux ouvertures 20 de la plaque 8. Dans le cadre de l' invention il pourrait être envisagé de supprimer cette partie annulaire 25 de la plaque isolante, ce qui permet de réduire la taille de la plaque 13. La figure 7 montre un capot de protection 27 en forme de coupelle destiné à coiffer l'agencement de redressement selon l'invention, qui se distingue par sa configuration optimisée, parfaitement adaptée au di ssipateur du fait que sa part ie s ituée au- des sus de celui-ci est fortement ajourée en ne laissant subsister que des nervures radiales étroites 2 8 et une nervure coaxiale également étroite 29. Les ouvertures 30 importantes ainsi obtenues, qui s'étendent radialement comme les ailettes de refroidissement 19, 18 assurent un écoulement accélère purement axial de l'air de retroidissement aspiré et ainsi un refroidissement optimal de l'agencement de redressement de l'alternateur selon l'invention. On notera que c'est uniquement la partie formant le plateau central d'orientation transvereale du capot 27 qui est doté des ouvertures, le rebord annulaire d' orientation axiale du capot, se raccordant à la périphérie externe du plateau central, étant dépourvu d'ouvertures. L'air passe donc axialement à travers les ouvertures 28 et 20, sachant que les ouvertures 20 sont en vis-à-vis des ouvertures 7 du palier arrière. La figure 8 illustre une version 32 intégrce de l 'ensemble formé par le palier arrière et le capot de protection de l'agencement de redressement, avec des ouvertures d'écoulement axial 32 dans la partie coiffant le dissipateur de l'agencement de redressement qui est fixé à l'intérieur de l 'ensemble. Dans ce cas les diodes ngativeG soL monL@es sur une plague ayaL la configuraLion du plaLeau 3 de la figore 1. CeLte plaque eGL fixe sur le palier arridre 2 par touL moye, sachanL que ce palier arri@re 2 eGL reliA la masse. Le capot 32 prsente alors avantageusement des supraisseurs en forme de nerureG issues d'une portion Lutulaire s'6tendant en saillie axiale par rapporL la parLie cenLale du capoL conGLituant le fond du palier arriAre. CeG nervures sont relies leur exLrdmiL libre deG chemindes de fixaLion. Ainsi l'alLernaLeur peuL enLainer par 1'inLermdiaire de son arbre de roLor une pompe vide. Par simpliciLd les nerureG, la portion LuLulaire eL leG chemineG de fixation n'onL paG Ld rfrences. Dans tOus les cas l'agencement de redreGGemenL comporLe un diGGipaLeur 9 en forme de plaque Loude aileLLes radiales, une plaque 13 connecteurs eL un Loisime constituant le support des diodes ngativeG form par le palier arridre ou une plaque solidaire du palier arriAre. I1 eGL donc faiL appel LoiG pices principaleG conLairemenL au mode de ralisation dcrit dans le doeumenL DE--197Q5228 prciLd dans lequel le connecteur est monLd au deGGous de la plaque portant les diodes posiLives et gne la venLilaLion. Dans la prGente invent ion le connecLeur 13 inLercald enLre la di GG ipat ion 9 eL le plaLeau 3 du palier arri@re ou une plaque Golidaire de celuici. Des canaux radiaux sont form@s enLre les aileLLes. Les quenes des diodes posiLiveG sonL dirigeG vers le GupporL des diodeG ngatives. Deux ou moins des diodes posiLives G'LendenL au dessus des ouvertures 20. I1 ressort de la descripLion de l'invenLion qui vient d'6tre faiLe, que grace aux aileLLes radiales et des ouverLures LablieG enLre elles, du diGGipateur support des diodes positives, on obtient un coulement 3S acclrA et ainsi optimis de l'air de refroidiGGemenL, auguel contribuent leG ouvertures prvueG en ViG--ViG dans le palier et dans la plaque iGolante formant connecteur. Etant donné que les diodes positives sont disposées près de la périphérie extérieure de la plaque de support, le connecteur peut avoir une taille réduite. Il est à noter que toutes les ouvertures sont configurées de sorte qu'ils réduisent des pertes de charge en facilitant l'écoulement de l'air. Il est encore à souligner que les ouvertures dans le capot sont alignées avec les ailettes du dissipateur support des diodes positives. Le fait que les ailettes 18, 19 convergent vers l'intérieur permet d'accélérer l'écoulement du fluide de refroidissement ici de l'air en variante un autre fluide. La dispositif de deux des diodes positives à la périphérie externe du dissipateur 9 permet d' augmenter l'épaisseur du dissipateur 9 à cet endroit, en créant sur celui-ci par exemple une- surépaisseur de section globalement trapézoïdale. Ainsi on évacue mieux la chaleur et la plaque 9 est rigidifiée. Avantageusement la dissipation 9 est obtenue par moulage en étant à base d'aluminium. REVEND I CAT I ONS 1. Machine électrique tournante, notamment alternateur pour véhicule automobile, du type comprenant un palier avant et un palier arrière, sur lesquels sont fixés les enroulements de stator et dans lesquels est monté rotatif un arbre de rotor, un agencement de redressement du courant produit par l'alternateur, qui comprend une pluralité de diodes positives supportées par un dissipateur de chaleur en forme générale de plaque de support et une pluralité de diodes négatives supportées par des moyens de support en forme de plaque formant avantageusement partie du palier arrière, ces plaques étant axialement juxUaposées en étant fixées sur le palier arrière, et un dispositif de refroidissement par circulation d'un courant axial d'un fluide de refroidissement, tel que de l' air, à travers des ouvertures axiales dans lesdites plaques, au moins certaines ouvertures dans le dissipateur étant pourvus de nervures de refroidissement, caractérisée en ce que la plaque (9) de support des diodes positives (8) comprend un grand nombre de nervures qui présentent la forme d'ailettes (18,19) s'étendant sensiblement radialement sur la plaque, et en ce quune ouverture (20) de passage d' air de refroidissement est prévue avantageusement entre chaque paire d'ailettes adjacentes (18,19). 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que certaines ailettes (18) s'étendent sensiblement jusqu'à la périphérie extérieure de la plaque (9) de support des diodes positives (8). 3. Machine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu' au moins deux diodes positives (8) sont disposées près de la périphérie extérieure de la plaque (9) de support des diodes positives (8). 4. Machine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les ouvertures (20) dans la plaque (9) de support des diodes positives (8) constituent avec les ailettes (18,19) adjacentes des canaux d'écoulement accéléré de l'air de refroidissement. 5. Machine selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins une ailette (18) qui s'étend radialement jusqu'à la périphérie externe de la plaque de support (9) est à proximité d'une diode positive (8). 6. Machine selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque de support (9) présente au niveau de la diode positive une surépaisseur. 7. Machine selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'une plaque (13) en un matériau électriquement isolant interposé entre les plaques (9,3) de support des diodes positives (8) est configurée pour assurer un libre passage de l'air de refroidissement dans sa portion située en dessous de la partie de la plaque (9) de support des diodes positives (8), qui comporte les ouvertures (20) de passage de l'air de refroidissement. 8. Machine selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'il comporte une partie de capot qui comporte au niveau des ailettes (18,19) de la plaque (9) de support des diodes positives (8) des ouvertures radiales correspondantes.