Brevet FR2921209A1 — publié le 20090320

Ensemble de fixation, notamment pour une machine électrique tournante de véhicule automobile L'invention concerne un ensemble de fixation, notamment pour une machine électrique tournante. Il est connu de fixer par vissage une poulie sur un arbre rotatif de rotor d'un alternateur de véhicule automobile afin d'éviter un éventuel glissement entre la poulie et l'arbre rotatif lorsqu'un couple important est appliqué sur l'ensemble, notamment en cas d'acyclismes générés par le moteur à combustion interne ou lorsque l'alternateur est agencé pour fonctionner en mode démarreur. Dans certaines applications, des couples élevés sont nécessaires et la poulie peut subir un dévissage ou un glissement accidentel. La présente invention propose notamment de pallier cet inconvénient. L'invention a ainsi pour objet un ensemble de fixation, notamment pour une machine électrique tournante, comportant : - un arbre rotatif, - un organe d'entraînement, notamment une poulie ou un pignon, agencé pour être monté par vissage sur l'arbre, - un organe de liaison agencé pour lier en rotation l'organe d'entraînement et l'arbre. Grâce à l'invention, l'organe d'entraînement est mieux retenu en rotation sur 25 l'arbre rotatif à l'aide de l'organe de liaison, ce qui permet d'éviter tout risque de dévissage de l'organe d'entraînement. De plus, il est possible d'éviter, le cas échéant, des opérations telles que par exemple un sertissage pour réaliser l'assemblage, afin de ne pas dégrader l'arbre rotatif. 30 L'invention permet en outre un éventail de choix plus large en termes de formes et de matières des différents éléments. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe de liaison est soudé, notamment par une soudure électrique, sur l'un au moins de l'arbre et de l'organe d'entraînement. L'invention permet d'avoir un assemblage démontable de l'organe d'entraînement sur l'arbre rotatif, car il est possible de faire sauter par exemple les points de soudure entre l'organe de liaison et l'organe d'entraînement préalablement à un dévissage de l'organe d'entraînement de l'arbre. Pour le remontage, il suffit de visser sur l'arbre un nouvel organe d'entraînement puis de souder un nouvel organe de liaison. Avantageusement, l'organe de liaison comporte un ou plusieurs bossages permettant de faciliter la soudure. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe d'entraînement comporte une surface transversale plane, et l'organe de liaison est soudé sur ladite surface plane. De préférence, l'organe de liaison et l'arbre présentent des formes permettant de les lier en rotation et notamment coopèrent en rotation par complémentarité de formes, afin de réaliser un blocage anti-rotation. L'organe de liaison comporte par exemple une portion s'engageant dans un évidement de l'arbre, cette portion de l'organe de liaison et l'évidement de l'arbre 20 notamment coopérant en rotation par complémentarité de formes. Cette portion de l'organe de liaison peut présenter une section transversale en polygone, notamment en triangle, en carré ou en étoile par exemple. Bien entendu, d'autres formes adaptées peuvent être utilisées. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, la portion de l'organe de 25 liaison s'engageant dans l'évidement de l'arbre est formée par emboutissage. Optionnellement cette portion de l'organe de liaison est préformée de manière à faciliter son emboutissage. Avantageusement l'organe de liaison comporte une portion sensiblement en forme de rondelle. 30 De préférence, l'organe d'entraînement peut comporter une cavité et l'organe de liaison est disposé sensiblement dans cette cavité. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe de liaison est lié en rotation avec l'organe d'entraînement par complémentarité de formes ou par friction, notamment par contact de cannelures formées sur l'organe de liaison et l'organe d'entraînement. Toutes combinaisons de formes entre la portion centrale de l'organe de liaison et l'évidement de l'arbre qui permettent de transmettre un couple par effet d'engrènement sont envisageables Si on le souhaite, l'organe de liaison comporte un bourrelet ou un épaulement, notamment annulaire, agencé pour s'engager par déformation dans une gorge de l'organe d'entraînement afin de lier axialement l'organe de liaison à l'organe d'entraînement. Une butée axiale est ainsi formée. Cette butée axiale peut, en variante, être obtenue par sertissage de l'organe de liaison dans la gorge de l'organe d'entraînement ou par tout autre procédé d'assemblage par déformation ou refoulement de matière. Le cas échéant, l'organe de liaison peut être soudé sur l'arbre. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'organe de liaison est réalisé en un seul matériau. En variante, l'organe de liaison comporte au moins deux portions réalisées en matériaux différents, l'un des matériaux étant notamment soudable avec l'arbre et l'autre des matériaux étant soudable avec l'organe d'entraînement. L'invention a également pour objet une machine électrique tournante, notamment un alternateur ou un alterno-démarreur de véhicule automobile, comportant un ensemble tel défini ci-dessus. L'invention a encore pour objet un procédé pour fixer un organe d'entraînement, notamment une poulie ou un pignon, sur un arbre rotatif, notamment d'une machine électrique tournante, le procédé comportant les étapes suivantes : - visser l'organe d'entraînement sur l'arbre rotatif, - bloquer en rotation l'organe d'entraînement sur l'arbre à l'aide d'un organe de liaison. Le procédé comprend avantageusement les étapes suivantes, dans un ordre ou dans l'autre : - fixer l'organe de liaison sur l'organe d'entraînement, -fixer l'organe de liaison sur l'arbre rotatif. Le procédé peut comporter l'étape consistant à souder, notamment par une soudure électrique, l'organe de liaison sur l'un au moins de l'arbre rotatif et de l'organe d'entraînement. Le procédé peut, le cas échéant, comporter l'étape consistant à déformer une portion centrale de l'organe de liaison dans un évidement de l'arbre, par emboutissage. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de l'invention, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, en coupe longitudinale, une machine électrique tournante conforme à un exemple de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 illustre, schématiquement et partiellement, un organe de liaison utilisé dans la machine de la figure 1, - les figures 3 et 4 représentent, schématiquement et partiellement, deux autres exemples de formes de la portion centrale de l'organe de liaison, - la figure 5 est une vue en coupe schématique et partielle de l'organe de liaison de la figure 2, - la figure 6 représente, schématiquement et partiellement, un ensemble de fixation conforme à un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 7 illustre, schématiquement et partiellement, un organe de liaison conforme à un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention, et - la figure 8 représente, schématiquement et partiellement, un ensemble de fixation conforme à un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention. On a représenté sur la figure 1 une machine électrique tournante 1, notamment un alternateur ou un alternateur réversible encore appelé alterno- démarreur pour véhicule automobile. La machine 1 comprend un rotor 2 et un arbre rotatif 3 s'étendant suivant un axe longitudinal X et solidaire en rotation du rotor 2. Le rotor 2 est muni sur ses faces avant et arrière d'un ventilateur 4. L'arbre 3 est supporté à l'avant par un roulement à billes 5 et une entretoise 6 est prévue entre ce roulement à billes 5 et la face avant du rotor 2. L'arbre 3 comporte à l'avant une portion filetée 8 permettant le montage d'un organe d'entraînement 10. Dans l'exemple considéré, l'organe d'entraînement 10 est une poulie comportant sur son pourtour extérieur des formes en relief 11 pour coopérer avec des formes complémentaires d'une courroie 12 représentée en pointillés sur la figure 1. Cette courroie 12 sert, dans l'exemple décrit, pour la transmission de mouvement entre l'arbre 3 et un moteur à combustion interne, non représenté, du véhicule automobile. En variante, l'organe d'entraînement 10 peut être un élément d'engrenage et comporter par exemple une roue dentée. L'organe d'entraînement 10 comporte un passage central 14, cylindrique d'axe X, pourvu d'une portion arrière 15 lisse, non-filetée, suivi à l'avant d'une portion filetée 16 agencée pour coopérer avec la portion filetée 8 de l'arbre 3 lorsque l'organe d'entraînement 10 est vissé sur l'arbre 3. Après vissage, l'organe d'entraînement vient en butée axiale sur la bague intérieure du roulement à billes 5. Le passage 14 débouche sur une cavité 18 également cylindrique d'axe X. Cette cavité 18 présente une paroi transversale plane annulaire 19 s'étendant perpendiculairement à l'axe X et définissant un fond de la cavité 18. L'arbre 3 et l'organe d'entraînement 10 sont réalisés, dans l'exemple décrit, en acier. On va maintenant décrire la fixation de l'organe d'entraînement 10 sur l'arbre 3. On commence par visser l'organe d'entraînement 10 sur l'arbre 3. Puis un organe de liaison 20, par exemple réalisé à partir d'une tôle, est disposé contre la paroi transversale 19 dans le fond de la cavité 18 de l'organe d'entraînement 10. Cet organe de liaison 20 comprend une première portion 21 en forme de rondelle s'appliquant contre la paroi transversale 19 de l'organe d'entraînement 10, et une deuxième portion centrale 22 s'engageant dans un évidement 24 de forme sensiblement triangulaire réalisé sur une extrémité avant de l'arbre 3. L'organe de liaison 20 est fixé sur l'organe d'entraînement 10 à l'aide de points de soudure 25 réalisés par exemple par soudure électrique ou, en variante, par soudure laser ou tout autre moyen de fixation tel que par exemple le vissage ou le collage. Dans l'exemple considéré, les points de soudure 25 sont répartis régulièrement suivant un cercle géométrique de l'organe de liaison 20. Afin d'assurer une soudure fiable sur l'organe d'entraînement 10, des bossages 27 sont prévus sur l'organe de liaison 20 et les points de soudure 25 sont réalisés à l'emplacement de ces bossages 27, comme on peut mieux le voir sur les figures 2 et 5. La portion centrale 22 de l'organe de liaison 20 est réalisée, dans l'exemple décrit, par emboutissage après sa mise en place sur l'organe d'entraînement 10. Cette portion centrale 22 emboutie présente une section transversale en forme de triangle comme illustré sur la figure 2, de manière à coopérer par complémentarité de formes avec l'évidement 24 de l'arbre 3. L'organe d'entraînement 10, l'arbre 3 et l'organe de liaison 20 forment un ensemble de fixation 30 permettant d'une part de retenir axialement l'organe d'entraînement 10 sur l'arbre 3 et d'autre part définir une liaison anti-rotation entre cet organe d'entraînement 10 et l'arbre 3. Dans l'exemple décrit, la portion centrale 22 emboutie est issue d'une portion initialement plane traversée par un orifice, sa forme finale étant donnée par l'opération d'emboutissage. Cette opération d'emboutissage peut être réalisée soit préalablement sur l'organe de liaison 20, soit avantageusement directement, � in situ �, sur l'arbre 3 lors de l'assemblage, de manière à limiter les jeux entre les pièces. Cette opération d'emboutissage � in situ � peut être par exemple réalisée à l'aide d'un poinçon de forme triangulaire, voire de forme carrée ou en étoile, l'évidement 24 servant alors de matrice. La portion centrale 22 peut être préformée préalablement à sa mise en place sur l'organe d'entraînement 10, la portion centrale préformée 22 présentant la forme en triangle. Cette portion centrale 22 est ensuite complètement emboutie dans l'évidement 24 de l'arbre 3. Le cas échéant, la portion centrale 22 est formée complètement avant mise en place sur l'organe d'entraînement 10, et cette portion 22 est insérée directement dans l'évidement 24 de l'arbre 3. En variante, la portion centrale 22 peut être formée par une pièce rapportée sur la portion 21 en forme de rondelle, comme par exemple un écrou soudé. Dans l'exemple décrit, la portion centrale 22 présente une forme triangulaire lorsqu'elle est observée suivant l'axe X et l'évidement 24 présente suivant cet axe X une forme en étoile de type Torx�. En variante, la portion centrale 22 et l'évidement 24 peuvent présenter chacun une forme carrée, comme illustré sur la figure 3, ou une forme en étoile de type Torx�, comme illustré sur la figure 4, ou toute autre forme permettant de transmettre un couple telle que les formes utilisées pour la visserie (par exemple six pans creux ou HC, Allen...). Toutes combinaisons de formes entre la portion centrale 22 et l'évidement de l'arbre 24 qui permettent de transmettre un couple par effet d'engrènement sont envisageables. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de mise en oeuvre qui viennent d'être décrits. Par exemple, comme représenté sur la figure 6, des cannelures 31 peuvent être formées sur la paroi intérieure de la cavité 18, et d'autres cannelures 32 sur le pourtour de l'organe de liaison 20. Les cannelures 31 et 32 coopèrent pour lier en rotation l'organe de liaison 20 avec l'organe d'entraînement 10. Les points de soudure 25 peuvent, si on le souhaite, être remplacés par un collage à l'aide d'un adhésif compatible avec les matériaux des organes de liaison 20 et d'entraînement 10. Dans les exemples qui viennent d'être décrits, l'organe de liaison 20 coopère avec l'arbre par complémentarité de formes. On a représenté sur la figure 7 un organe de liaison 35 dépourvu de portion s'engageant dans un évidement de l'arbre 3. L'organe de liaison 35 comporte une portion annulaire 36 réalisée dans un premier matériau et une portion centrale plane 37, sous forme de disque, réalisée dans un deuxième matériau. Le premier matériau est choisi pour être soudable sur l'organe d'entraînement 10 (points de soudure 38) et le deuxième matériau soudable sur l'arbre 3 (points de soudure 39). On a représenté sur la figure 8 un autre exemple de mise en oeuvre de l'invention dans lequel un organe de liaison 40 est prévu avec une jupe 41 d'axe X avec des cannelures 42 coopérant avec des cannelures 43 formées dans la cavité 18 de l'organe d'entraînement 10 afin lier en rotation l'organe de liaison 40 avec l'organe d'entraînement 10. L'organe de liaison 40 comprend en outre un bourrelet annulaire 45 s'engageant par déformation dans une gorge 46 réalisée dans le fond de la cavité 18 en vue de former une butée axiale entre l'organe de liaison 40 et l'organe d'entraînement 10. L'organe de liaison 40 comporte une portion centrale 22 s'engageant dans un évidement 24 de l'arbre 3, à l'instar de ce qui a été décrit en référence à la figure 1. Dans cet exemple, il n'est pas nécessaire de faire appel à des opérations de soudure. Dans un exemple de mise en oeuvre non représenté, l'organe de liaison est fixé à l'organe d'entraînement par un sertissage.30 Revendications 5 1. Ensemble de fixation (30), notamment pour une machine électrique 10 tournante (1), comportant : un arbre rotatif (3), - un organe d'entraînement (10), notamment une poulie ou un pignon, agencé pour être monté par vissage sur l'arbre, - un organe de liaison (20 ; 35 ; 40) agencé pour lier en rotation l'organe 15 d'entraînement et l'arbre. 2. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'organe de liaison (20) est soudé, notamment par une soudure électrique, sur l'un au moins de l'arbre et de l'organe d'entraînement, l'organe de liaison 20 comportant notamment un ou plusieurs bossages facilitant la soudure. 3. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'organe d'entraînement comporte une surface transversale plane (19), et par le fait que l'organe de liaison (20) est soudé sur ladite surface plane. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe de liaison (20) et l'arbre (3) présentent des formes permettant de les lier en rotation et notamment coopèrent en rotation par complémentarité de formes. 25 30 5. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que l'organe de liaison comporte une portion centrale (22) s'engageant dans un évidement (24) de l'arbre, ladite portion et ledit évidement coopérant en rotation par complémentarité de formes. 6. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que ladite portion (22) de l'organe de liaison présente une section transversale en polygone, notamment en triangle, en carré ou en étoile. 10 7. Ensemble selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé par le fait que la portion (22) de l'organe de liaison s'engageant dans l'évidement (24) de l'arbre est formée par emboutissage. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé par le fait que l'organe de liaison (20) comporte une portion sensiblement en forme de rondelle. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe d'entraînement comporte une cavité (18) et 20 par le fait que l'organe de liaison est disposé sensiblement dans ladite cavité. 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe de liaison est lié en rotation avec l'organe d'entraînement par complémentarité de formes ou par friction, notamment par 25 contact de cannelures (31, 32) formées sur l'organe de liaison et l'organe d'entraînement. 11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe de liaison comporte un bourrelet ou 30 épaulement (45), notamment annulaire, agencé pour s'engager par déformation5dans une gorge (46) de l'organe d'entraînement afin de lier axialement l'organe de liaison à l'organe d'entraînement. 12. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe de liaison est soudé sur l'arbre. 13. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'organe de liaison est réalisé en un seul matériau. 14. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que l'organe de liaison (35) comporte au moins deux portions réalisées en matériaux différents, l'un des matériaux étant notamment soudable sur l'arbre et l'autre des matériaux étant notamment soudable sur l'organe d'entraînement. 15. Machine électrique tournante, notamment un alternateur de véhicule automobile, comportant un ensemble tel défini dans l'une quelconque des revendications précédentes. 16. Procédé pour fixer un organe d'entraînement, notamment une poulie ou un pignon, sur un arbre rotatif, notamment d'une machine électrique tournante, le procédé comportant les étapes suivantes : - visser l'organe d'entraînement (10) sur l'arbre rotatif (3), - bloquer en rotation l'organe d'entraînement sur l'arbre à l'aide d'un organe de liaison (20). 17. Procédé selon la revendication précédente, comportant l'étape suivante : - souder, notamment par une soudure électrique, l'organe de liaison sur l'un au moins de l'arbre rotatif et de l'organe d'entraînement.25 18. Procédé selon l'une des deux revendications précédentes, comportant l'étape consistant à déformer une portion centrale de l'organe de liaison dans un évidement de l'arbre, par emboutissage.