Brevet FR2939252A1 — publié le 20100604

Rotor de machine électrique tournante L'invention concerne notamment un rotor de machine électrique tournante, en particulier un alternateur ou un alterno-démarreur pour véhicule automobile. On connaît par le brevet US 7 170 210 un alternateur comportant un rotor pourvu de ventilateurs. Il a été constaté, sur des alternateurs connus dans lesquels le support de ventilateur déborde de la face sur laquelle ce ventilateur est fixé, un déplacement des pales de ventilateur à l'extrémité radiale du support, en porte-à-faux, sous l'effet de forces, notamment de force centrifuge, lors de la rotation du rotor à grandes vitesses. L'invention vise notamment à proposer un meilleur maintien mécanique du ventilateur sur le rotor. L'invention a ainsi pour objet un rotor de machine électrique tournante, notamment un alternateur ou un alterno-démarreur pour véhicule automobile, ce rotor présentant un axe longitudinal et comportant : - deux roues polaires définissant entre elles un espace pour recevoir au moins un bobinage électrique, l'une au moins des roues polaires comprenant une face transversale, notamment sensiblement plane et perpendiculaire à l'axe longitudinal, cette face transversale présentant un pourtour radialement extérieur, - au moins un ventilateur comportant au moins une pale et un support sur lequel se raccorde ladite au moins une pale, ce support étant mis en place sur la face transversale de l'une des roues polaires de manière à ce que ce support soit entièrement à l'intérieur du pourtour extérieur de cette face transversale. Grâce à l'invention, la surface de contact entre le ventilateur et la roue polaire peut être augmentée, ce qui permet un meilleur maintien mécanique de ce ventilateur, notamment en évitant un déplacement des pales de ventilateur lorsque le rotor tourne à grandes vitesses. 2 Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le support du ventilateur est généralement plan, avec notamment une forme annulaire. Le cas échéant, l'une au moins des pales du ventilateur déborde au moins partiellement hors du pourtour extérieur de la face transversale de la roue polaire lorsque le rotor est observé parallèlement à l'axe longitudinal. La portion de la pale qui déborde du pourtour extérieur de la face transversale peut par exemple être son sommet. Avantageusement le ventilateur fixé sur la face transversale de la roue polaire comporte au moins deux éléments de ventilateur comprenant chacun une pluralité de pales se raccordant à une platine annulaire, les platines annulaires des deux éléments de ventilateur étant superposées et définissant le support du ventilateur. En variante, ce ventilateur comporte un seul élément de ventilateur. Chaque roue polaire comporte de préférence au moins deux griffes s'étendant sensiblement suivant l'axe longitudinal, et la roue polaire comporte avantageusement au moins une extension radiale entre deux griffes successives de la roue polaire, cette extension radiale définissant au moins partiellement le pourtour extérieur de la face transversale de la roue polaire. Grâce à l'invention, la roue polaire avec l'extension radiale peut être réalisée de manière relativement simple. Par exemple, des moules existants de fabrication de roues polaires peuvent être modifiées légèrement pour former sur les roues polaires les extensions radiales souhaitées. Cette extension radiale présente avantageusement une épaisseur réduite, mesurée suivant l'axe longitudinal, de sorte que le bord de la roue polaire entre deux griffes successives soit étagé lorsque la roue polaire est observée suivant une coupe dans un plan contenant l'axe longitudinal. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, l'extension radiale présente une épaisseur, mesurée suivant l'axe longitudinal, comprise entre 2mm et 3mm, et éventuellement une dimension radiale comprise entre 2mm et 3mm. De préférence, la roue polaire comporte des extensions radiales entre toutes les griffes. Ceci peut permettre d'éviter un problème d'indexation angulaire de la roue polaire. Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le ventilateur est soudé sur la roue polaire. L'invention a également pour objet une machine électrique tournante, notamment un alternateur ou un alterno-démarreur ou un démarreur de véhicule automobile, comportant un rotor tel que défini ci-dessus. L'invention a encore pour objet une roue polaire d'un rotor tel que défini ci-dessus. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de l'invention, et à l'examen du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 représente, schématiquement et partiellement, en coupe longitudinale, un alternateur conforme à un exemple de mise en oeuvre de l'invention, et - les figures 2 à 4 illustrent, schématiquement et partiellement, suivant différentes vues, une roue polaire de la machine de la figure 1. Dans la suite de la description, les flèches "A" et "R" de la figure 1 indiquent respectivement des directions axiale et radiale. On a représenté sur la figure 1 une machine électrique tournante polyphasée 1 formant, dans le présent exemple de mise en oeuvre de l'invention, un alternateur pour véhicule automobile. Bien entendu, la machine électrique 1 peut, si on le souhaite, être réversible et former un alterno-démarreur pouvant fonctionner en mode moteur électrique pour démarrer le moteur à combustion du véhicule et en mode alternateur pour produire de l'énergie électrique. Cette machine 1 comporte un carter 10 et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor 12 solidaire en rotation d'un arbre rotatif 14 d'axe X, appelé arbre de rotor, et un stator 16 qui entoure le rotor 12. 4 Le stator 16 comporte un corps 17 formé d'un paquet de tôles doté d'encoches pour le montage d'un bobinage de stator 18 formant des chignons 30 et 31 de part et d'autre du corps de stator 17. Le rotor 12 comprend deux roues polaires 20 et 22, pourvues chacune d'un flasque transversal 24 sur la périphérie duquel se raccordent une pluralité de griffes 26 s'étendant sensiblement suivant la direction longitudinale A. Les griffes 26 d'une roue polaire forment avec les griffes 26 de l'autre roue polaire des espaces interpolaires agencés pour recevoir chacun une structure à aimant, non représentée. Un bobinage d'excitation 34 est mis en place entre les flasques 24 des roues polaires 20 et 22. Chaque roue polaire 20 ; 22 comporte un alésage formant un passage intérieur 38 pour recevoir l'arbre 14. Les roues polaires 20 et 22 sont réalisées par exemple en acier, par moulage. L'arbre 14 porte à son extrémité avant une poulie 40 appartenant à un dispositif de transmission de mouvement par l'intermédiaire d'au moins une courroie (non représentée) entre l'alternateur 1 et le moteur à combustion du véhicule automobile, et à son extrémité arrière des bagues collectrices 42 reliées par des liaisons filaires (non représentées) au bobinage d'excitation 34 du rotor 12. Des balais d'un porte-balais 44 représenté de manière très schématique sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices 42, afin d'alimenter le bobinage 34 en courant électrique. Lorsque l'arbre 14 est en rotation et le bobinage d'excitation 34 activé par une alimentation électrique, le rotor inducteur 12 crée un courant induit alternatif dans le stator 16. Le carter 10 comporte, dans l'exemple considéré, deux parties, à savoir un palier avant 46 et un palier arrière 48 portant le porte-balais 44. Les paliers 46 et 48 portent chacun un roulement à billes respectivement 50 et 52 pour le montage à rotation de l'arbre 14. Le palier arrière 48 est coiffé par un capot de protection 61. Ce dernier comporte une jupe latérale cylindrique 62 s'étendant suivant l'axe X. Le bobinage 18 est formé, dans l'exemple décrit, par une pluralité de conducteurs de type épingle. En variante, le bobinage 18 peut être formé par une pluralité de fils électriquement conducteurs. Le rotor 12 porte, dans l'exemple décrit, à chacune de ses extrémités axiales un ventilateur 54 ; 56 destiné à assurer une circulation de l'air. Un premier ventilateur 54 est prévu sur la face transversale avant 70 du rotor 12 et un deuxième ventilateur 56 est prévu sur la face transversale arrière 70 du rotor 12. Chaque ventilateur 54 et 56 est pourvu d'une pluralité de pales 58. Les faces transversales 70 et 71 sont sensiblement planes et perpendiculaires à l'axe longitudinal X. Chaque face transversale 70 ; 71 présente un pourtour radialement extérieur 73, comme on peut le voir sur la figure 2. Chaque ventilateur 54 ; 56 comporte un support 74 sur lequel se raccordent les pales 58 (voir figure 3 notamment). Ce support 74 généralement plan, de forme annulaire, est mis en place sur la face transversale 70 ; 71 correspondante de manière à ce que ce support 74 soit entièrement à l'intérieur du pourtour extérieur 73. Dans l'exemple considéré, les pales 58 du ventilateur 54 ; 56 débordent partiellement hors du pourtour extérieur 73 de la face transversal 70 ; 71 de la roue polaire lorsque le rotor est observé parallèlement à l'axe longitudinal X. La portion de la pale 58 qui déborde du pourtour extérieur 73 de la face transversale correspond à son sommet. Comme illustré sur la figure 3, chaque ventilateur 54 ; 56 comporte deux éléments de ventilateur 80 et 81 comprenant chacun une pluralité de pales 58 se raccordant à une platine annulaire 82, les platines annulaires 82 des deux éléments de ventilateur 80 et 81 étant superposées et définissant le support 74 du ventilateur. Chaque élément de ventilateur 80 ; 81 est formé par exemple par découpe et pliage d'une tôle. Ces éléments de ventilateur 80 et 81 sont, dans l'exemple décrit, soudé entre eux. Chaque roue polaire 20 ; 22 comporte une pluralité d'extensions radiales 85 entre deux griffes 26 successives de la roue polaire, cette extension radiale 85 définissant partiellement le pourtour extérieur 73 de la face transversale 70 ; 71 de la roue polaire. Cette extension radiale 85 présente une épaisseur réduite, mesurée suivant l'axe longitudinal X, de sorte que le bord 86 de la roue polaire entre deux griffes 26 successives soit étagé lorsque la roue polaire 20 ; 22 est observée suivant une coupe dans un plan contenant l'axe longitudinal X. Dans l'exemple décrit, l'extension radiale 85 présente une épaisseur, mesurée suivant l'axe X, comprise entre 2mm et 3mm, et une dimension radiale 20 comprise entre 2mm et 3mm. Le ventilateur 54 ; 56 est notamment soudé sur la roue polaire 20 ; 22 correspondante. 25 Revendications1. Rotor (12) de machine électrique tournante (1), notamment un alternateur ou un alterno-démarreur pour véhicule automobile, ce rotor présentant un axe longitudinal (X) et comportant : - deux roues polaires (20 ; 22) définissant entre elles un espace pour recevoir au moins un bobinage électrique (34), l'une au moins des roues polaires comprenant une face transversale (70 ; 71), notamment sensiblement plane et perpendiculaire à l'axe longitudinal, cette face transversale présentant un pourtour radialement extérieur (73), - au moins un ventilateur (54 ; 56) comportant au moins une pale (58) et un support sur lequel se raccorde ladite au moins une pale, ce support (74) étant mis en place sur la face transversale de l'une des roues polaires de manière à ce que ce support soit entièrement à l'intérieur du pourtour extérieur de cette face transversale. 2. Rotor selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que le support (74) du ventilateur est généralement plan, avec notamment une forme annulaire. 3. Rotor selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'une au moins des pales (58) du ventilateur déborde au moins partiellement hors du pourtour extérieur (73) de la face transversale de la roue polaire lorsque le rotor est observé parallèlement à l'axe longitudinal (X). 4. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le ventilateur fixé sur la face transversale de la roue polaire comporte au moins deux éléments de ventilateur (80 ; 81) comprenant chacun une pluralité de pales se raccordant à une platine annulaire, les platinesannulaires (82) des deux éléments de ventilateur étant superposées et définissant le support du ventilateur. 5. Rotor selon l'une quelconque des revendications précédentes, chaque roue polaire comportant au moins deux griffes (26) s'étendant sensiblement suivant l'axe longitudinal, caractérisé par le fait que la roue polaire comporte au moins une extension radiale (85) entre deux griffes successives de la roue polaire, cette extension radiale définissant au moins partiellement le pourtour extérieur (73) de la face transversale de la roue polaire. 6. Rotor selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que cette extension radiale (85) présente une épaisseur réduite, mesurée suivant l'axe longitudinal, de sorte que le bord (86) de la roue polaire entre deux griffes successives soit étagé lorsque la roue polaire est observée suivant une coupe dans un plan contenant l'axe longitudinal. 7. Rotor selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'extension radiale (85) présente une épaisseur mesurée suivant l'axe longitudinal (X) comprise entre 2mm et 3mm. 8. Rotor selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que la roue polaire comporte des extensions radiales (85) entre toutes les griffes (26). 9. Machine électrique tournante (1), notamment alternateur ou alterna-25 démarreur ou démarreur de véhicule automobile, comportant un rotor (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Roue polaire (20 ; 22) d'un rotor (12) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 30