Brevet FR2926618A1 — publié le 20090724

"Structure d'une machine source de vibrations" La présente invention concerne une structure d'une machine source de vibrations ainsi qu'une machine, par exemple une machine tournante, comportant une telle structure. Dans un véhicule automobile, le groupe motopropulseur est équipé d'une ou de plusieurs machines électriques tournantes nécessaires pour le fonctionnement de différents organes de ce groupe. La machine électrique tournante à laquelle on pense en premier dans ce contexte est l'alternateur. L'alternateur se distingue d'autres machines électriques tournantes, par exemple du démarreur ou des différents moteurs électriques pour actionner les essuie-glaces, le lève-vitre etc., par le fait qu'il tourne pratiquement en permanence le temps que le groupe motopropulseur fonctionne. Depuis quelque temps, le niveau d'équipement électrique des véhicules automobiles augmente fortement à chaque nouveau modèle. L'installation de systèmes de navigation, d'équipements audio et/ou vidéo et les équipements de la télécommunication embarquée ne sont que quelques exemples d'équipements qui ne sont plus réservés aux véhicules de luxe ou à une utilisation professionnelle, mais qui sont considérés de plus en plus comme des équipements en série. Cet accroissement d'équipements nécessite de mettre à disposition des sources d'énergie électrique de plus en plus fortes et donc d'utiliser des alternateurs de plus en plus puissants. Cependant, l'augmentation de la demande de courant entraine un niveau de bruit magnétique de plus en plus élevé. En effet, l'ampleur de l'ensemble rotor-stator de grand diamètre génère des niveaux vibratoires importants, notamment lorsque l'alternateur tourne en pleine charge électrique. Ce bruit magnétique causé par des forces électromagnétiques de traction entre le stator et le rotor et résultant du fait que ces forces de traction produisent des vibrations dans le stator et dans le rotor, ne pouvant être empêché, il est donc nécessaire de réduire les vibrations le plus possible ou, pour le moins, d'empêcher la transmission de ces vibrations vers d'autres organes ou machines avec lesquelles la machine source de vibration est en contact physique. Dans un véhicule automobile, l'alternateur est monté sur le bloc moteur. L'alternateur comprend à cet effet généralement deux pattes de fixation solidaires des parties correspondantes de la structure de l'alternateur ou même coulées en une seule pièce avec celle-ci. L'alternateur est fixé sur le moteur thermique par ces pattes de fixation moyennant un ou deux axes, par exemple des boulons. Le but de l'invention est d'atténuer la transmission des vibrations engendrée dans une machine, par exemple un alternateur, qui est la source des vibrations, vers un support ou une autre machine sur laquelle la machine source de vibrations est montée. Le but de l'invention est atteint avec une structure d'une machine source de vibrations, destinée à être montée sur un support ou une autre machine et comprenant à cet effet au moins un élément de fixation distinct ou formé par une partie venant de matière avec la structure. Conformément à l'invention, la structure est au moins partiellement réalisée en un matériau alvéolé rigide. Cette structure peut avoir aussi l'une au moins des caractéristiques supplémentaires ci-après, considérées isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles : - le ou chacun des éléments de fixation comprend le matériau alvéolé rigide ; - le ou au moins un des éléments de fixation est un élément creux et au moins partiellement rempli du matériau alvéolé rigide ; - le ou au moins un des éléments de fixation est réalisé en le matériau alvéolé rigide ; - le matériau alvéolé rigide est une mousse métallique ; - le matériau alvéolé rigide est une mousse métallique obtenue à partir d'un acier inoxydable, par exemple l'acier inox 3004. La présente invention est fondée sur le principe de réaliser au moins une partie de la structure d'une machine source de vibrations sous la forme d'une structure hétérogène, afin d'atténuer les vibrations engendrées dans le stator et transmises notamment par des éléments de fixation de la machine. Le but de l'invention est également atteint avec 15 une machine source de vibrations, qui comprend une structure selon la description faite ci-avant. Dans le cas d'une machine électrique tournante comme machine source de vibrations, qui comporte un stator et un rotor logés dans un carter faisant partie de 20 la structure de la machine, le carter est pourvu d'au moins un élément de fixation comprenant le matériau alvéolé rigide mentionné plus haut. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci- 25 après d'un mode de réalisation de l'invention. La description étant faite en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 représente schématiquement une machine électrique tournante source de vibrations avec 30 une structure selon l'invention ; et les figures 2 et 3 représentent, respectivement en une vue axiale et en une vue latérale, un alternateur comportant une structure selon l'invention. La figure 1 représente, d'une manière très 35 schématique, une machine source de vibrations à laquelle la présente invention est appliquée. L'exemple choisi est un alternateur ayant un carter 1 à l'intérieur duquel sont logés un stator et un rotor. Le carter 1 est pourvu de pattes de fixation dont la figure 1 représente les pattes de fixation 2, 3 disposées symétriquement de part et d'autre par rapport à un plan de symétrie P passant par l'axe du rotor. Le carter 1, les pattes de fixation 2, 3, une patte de fixation non représentée et une patte de fixation 5 visible sur la figure 3 font parties de la structure de l'alternateur, donc d'une machine qui est source de vibrations. Comme expliqué plus haut, l'invention concerne une structure permettant d'atténuer les vibrations engendrées par la machine à laquelle la structure appartient. Appliqué à l'exemple de l'alternateur, cela signifie que l'invention propose une structure qui permet d'atténuer les niveaux vibratoires générés par le stator de l'alternateur, notamment dans le cas de débits électriques importants, et transmis vers le moteur thermique sur lequel l'alternateur est monté. La solution proposée par l'invention, d'utiliser une structure hétérogène qui réduit par une succession de ruptures d'impédance le niveau vibratoire transmis par le stator, peut être réalisée de différentes manières. La figure 1 représente deux de ces possibilités respectivement par la patte de fixation 2 et par la patte de fixation 3. De plus, la structure hétérogène peut être réalisée soit uniquement dans les pattes de fixation, soit au moins partiellement aussi dans le carter 1, soit encore uniquement dans le carter de la machine. Pour simplifier les dessins, la figure 1 représente le carter 1 comme étant pourvu d'une patte de fixation 2 réalisée selon un premier mode de réalisation de l'invention et d'une patte de fixation 3 réalisée selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Selon le premier mode de réalisation de l'invention, les pattes de fixation représentées ici par la patte de fixation 2 sont entièrement réalisées en un matériau alvéolé rigide, par exemple une mousse métallique. Cette mousse métallique est obtenue lors de la coulée de la pièce par introduction de l'air dans le métal. De cette manière, le matériau hétérogène en lequel la patte de fixation 2 est réalisée, présente aux ondes de vibration une suite alternante de sections de bonne et de sections de mauvaise transmission et notamment un nombre élevé de changements entre ces deux caractéristiques de transmission, donc une succession de ruptures d'impédance. L'effet d'atténuation est représenté sur la figure 1 par des oscillations décroissantes S1. Selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, une ou plusieurs parties de la structure, ici la patte de fixation 3, sont réalisées sous la forme d'un moulage creux dans lequel est injecté un mélange métal/air constituant une mousse métallique. Sur la figure 1 la patte de fixation creuse est référencée en 3 et la mousse métallique est référencée en 4. Il va sans dire que le matériau alvéolé rigide 4 peut être constitué aussi par autre chose qu'un mélange métal/air. Selon une première variante, du métal peut être mélangé avec un autre gaz que de l'air et selon une deuxième variante, le métal peut être remplacé par tout autre matériau permettant d'obtenir un matériau alvéolé rigide. Un tel matériau peut être obtenu par exemple en mélangeant un polymère avec une poudre métallique, un durcisseur et un gaz. L'effet d'atténuation est représenté sur la figure 1 par des oscillations décroissantes S2. Selon un troisième mode de réalisation non représenté dans les dessins, le carter 1 est réalisé en un matériau alvéolé rigide, au moins en ce qui concerne les parties non ajourées. La figure 2 représente un alternateur en une vue axiale avec regard sur une poulie 6. Le carter de l'alternateur est représenté par une première partie 11 du carter. La figure 3 représente l'alternateur de la figure 2 en une vue latérale avec deux parties 11, 12 du carter 1 de l'alternateur et les pattes de fixation 3, 5 visibles de ce côté de l'alternateur. REVENDICATIONS 1. Structure d'une machine source de vibrations, destinée à être montée sur un support ou une autre machine et comprenant à cet effet au moins un élément de fixation (2, 3), caractérisée en ce qu'elle est au moins partiellement réalisée en un matériau alvéolé rigide (4). 10 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou chacun des éléments de fixation (2, 3) comprend le matériau alvéolé rigide (4). 15 3. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le ou au moins un des éléments de fixation (2, 3) est un élément creux et au moins partiellement rempli du matériau alvéolé rigide (4). 20 4. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le ou au moins un des éléments de fixation (2, 3) est réalisé en le matériau alvéolé rigide. 25 5. Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau alvéolé rigide (4) est une mousse métallique. 6. Machine source de vibrations, comprenant une 30 structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Machine selon la revendication 6 avec un stator et un rotor logés dans un carter (1) formant partie de la 35 structure de la machine, caractérisée en ce que le carter (1) est pourvu d'au moins un élément de fixation (2, 3) comprenant le matériau alvéolé rigide (4).