Brevet FR3091069A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Ensemble comprenant une machine électrique tournante pourvue d'une chambre de refroidissement et logée à l'intérieur d'une enceinte délimitée par une cloche d'embrayage Domaine technique de l'invention 100011 La présente invention concerne un ensemble comprenant une machine électrique tournante comprenant un stator et un rotor, et qui est pourvue d'une chambre de refroidissement délimitée par une première paroi. L'ensemble comprend une cloche d'embrayage qui comporte une deuxième paroi délimitant une enceinte logeant la machine électrique tournante et la chambre de refroidissement. La chambre de refroidissement est configurée pour communiquer avec un circuit de refroidissement externe à l'ensemble. Art antérieur [0002] Un véhicule automobile est couramment équipé d'une machine électrique tournante, telle qu'un moteur électrique, un alternateur ou un alterno-démarreur, c'est-à-dire une machine réversible pouvant fonctionner comme moteur ou comme générateur. La machine électrique tournante comprend un stator et un rotor, ce dernier étant relié à un arbre. La machine électrique tournante tend à s'échauffer au cours de son fonctionnement, de par ses pertes électriques et mécaniques. Aussi, la machine électrique tournante est équipée d'une chambre de refroidissement qui est agencée pour transmettre des calories -de la machine électrique tournante à un échangeur thermique extérieur à la machine électrique tournante. La chambre de refroidissement est constitutive d'un circuit de refroidissement qui transfert les calories à cet échangeur thermique extérieur, via un fluide circulant à l'intérieur du circuit de refroidissement, et plus particulièrement à l'intérieur de la chambre de refroidissement. La chambre de refroidissement est délimitée par une première paroi qui est pourvue d'un premier conduit pour permettre une alimentation en fluide de la chambre de refroidissement, et d'un deuxième conduit pour permettre une évacuation du fluide hors de la chambre de refroidissement, le fluide circulant à l'intérieur de la chambre de refroidissement entre le premier conduit et le deuxième conduit pour refroidir la machine électrique tournante. [0003] Or, dans certaines configurations d'utilisation souhaitée de la machine électrique tournante, la machine électrique tournante est logée à l'intérieur d'une enceinte qui est délimitée par une deuxième paroi, telle que celle constitutive d'une cloche d'embrayage, notamment d'une boîte de vitesses, l'enceinte contenant un deuxième fluide adapté pour graisser des composants de la boîte de vitesses. 2 100041 Un premier problème posé réside alors en une difficulté d'installation et de fixation de la chambre de refroidissement équipant la machine électrique tournante l'intérieur de l'enceinte, une telle installation et une telle fixation devant être néanmoins rapides et aisées à réaliser. [0005] Un deuxième problème réside en une difficulté de raccordement de la chambre de re- froidissement, ainsi logée à l'intérieur de l'enceinte, avec le circuit de refroidissement extérieur à l'enceinte, un tel raccordement devant être néanmoins rapide et aisé à réaliser, tout en garantissant une étanchéité entre le premier fluide contenu dans la chambre de refroidissement et le deuxième fluide contenu dans l'enceinte et baignant notamment la chambre de refroidissement. [0006] Un troisième problème réside en une étanchéité nécessaire entre l'enceinte et un en- vironnement extérieur à la cloche d'embrayage, cette étanchéité ne devant pas être altérée par le raccordement de la chambre de refroidissement logée à l'intérieur de l'enceinte avec le circuit de refroidissement externe à l'enceinte. Résumé de l'invention [0007] La présente invention vient améliorer la situation, en proposant un ensemble comprenant une machine électrique tournante comprenant un stator et un rotor, le stator étant pourvue d'une chambre de refroidissement délimitée par une première paroi. L'ensemble comprend une cloche d'embrayage qui comporte une deuxième paroi délimitant une enceinte logeant la machine électrique tournante et la chambre de refroidissement. La chambre de refroidissement est configurée pour fonctionner avec un circuit de refroidissement externe à l'ensemble. [0008] Selon la présente invention, l'ensemble comprend au moins un organe de mise en communication de la chambre de refroidissement avec le circuit de refroidissement, l'organe de mise en communication comprenant un conduit et un premier dispositif d'étanchéité assurant une étanchéité entre le conduit et la première paroi ainsi qu'un deuxième dispositif d'étanchéité assurant une étanchéité entre le conduit et la deuxième paroi. [0009] L'ensemble comprend avantageusement l'une quelconque au moins des caracté- ristiques techniques suivantes, prises seules ou en combinaison : [0010] - le conduit est cylindrique et s'étend le long d'un axe d'allongement, [0011] - le premier dispositif d'étanchéité comprend une première bague qui est logée à l'intérieur d'un premier orifice ménagé à travers la première paroi, [0012] - la première bague est cylindrique et est conçue autour d'un axe de symétrie qui est confondu avec l'axe d'allongement du conduit, lorsque la première bague est insérée à l'intérieur d'un premier orifice équipant la première paroi et lorsque le conduit est inséré à l'intérieur de la première bague, 3 [0013] - la première bague comprend une face interne qui comporte une première rainure logeant un premier organe d'étanchéité, le premier organe d'étanchéité étant interposé entre la face interne de la première bague et une face externe du conduit, [0014] - la face interne est la face de la première bague qui est ménagée en vis-à-vis de l'axe de symétrie, [0015] - la première rainure est conçue à l'intérieur d'un plan qui est parallèle à un plan radial orthogonal à l'axe de symétrie, [0016] - le premier organe d'étanchéité est un agencé en un jonc, tel qu'un joint torique, [0017] - le premier organe d'étanchéité est en contact avec une face externe du conduit en étant inséré à l'intérieur de la première rainure, [0018] - la première bague comprend un premier épaulement radial conçu à l'intérieur d'un plan parallèle au plan radial, le plan radial étant orthogonal à un axe d'allongement du conduit, [0019] - le deuxième dispositif d'étanchéité comprend un deuxième épaulement radial qui est solidaire du conduit, [0020] - le deuxième épaulement radial est obtenu à partir d'une soudure d'une bague sur la face externe du conduit, [0021] - le deuxième épaulement radial comporte une rainure circulaire qui loge un deuxième organe d'étanchéité interposé entre le deuxième épaulement radial et la deuxième paroi, [0022] - la rainure circulaire est ménagée à l'intérieur d'une face radiale du deuxième épaulement radial, qui est ménagée dans un plan parallèle au plan radial, [0023] - le deuxième organe d'étanchéité est en contact avec la deuxième paroi en étant inséré à l'intérieur de la rainure circulaire, [0024] - l'ensemble comprend un organe de fixation du conduit sur la deuxième paroi, [0025] - l'organe de fixation comprend au moins un premier écrou qui est rapporté sur la face externe du conduit et qui est au contact d'une butée axiale ménagée sur la deuxième paroi, [0026] - la butée axiale est agencée en une collerette radiale conçue symétriquement autour de l'axe d'allongement, [0027] - l'organe de fixation comprend au moins une vis qui traverse axialement et de part en part le deuxième épaulement radial jusqu'à la deuxième paroi, [0028] - le deuxième dispositif d'étanchéité comprend un deuxième écrou qui est rapportée autour du conduit, le deuxième écrou comportant une gorge circulaire logeant un troisième organe d'étanchéité interposé entre une surface interne du deuxième écrou et le conduit, [0029] - le deuxième écrou comporte une deuxième bague qui est insérée à l'intérieur d'un deuxième orifice ménagée à travers la deuxième paroi, 100301 - une surface interne du deuxième écrou ainsi que la face externe du conduit sont filetées, [0031] - la face interne de la première bague est filetée pour permettre une fixation du conduit sur la première paroi, Brève description des figures [0032] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative qui suit, rédigée au regard des dessins annexés, dans lesquels : [0033] - la [fie.11 représente un ensemble de la présente invention comprenant. une machine électrique tournante pourvue d'une chambre de refroidissement et une cloche d'embrayage délimitant une enceinte logeant la machine électrique tournante et la chambre de refroidissement en communication fluidique avec un circuit de refroidissement externe à l'enceinte. [0034] - la [fig.2] illustre une première variante de réalisation d'un organe de mise en com- munication de la chambre de refroidissement avec le circuit de refroidissement, [0035] - la [fig.3] illustre une deuxième variante de réalisation d'un organe de mise en com- munication de la chambre de refroidissement avec le circuit de refroidissement, et [0036] - la [fig.4] illustre une troisième variante de réalisation d'un organe de mise en com- munication de la chambre de refroidissement avec le circuit de refroidissement. Description détaillée de l'invention [0037] Sur la figure 1, un véhicule automobile est couramment équipé d'une machine électrique tournante 1, telle qu'un moteur électrique, un alternateur ou un alternodémarreur, c'est à dire une machine réversible pouvant fonctionner comme moteur ou comme générateur. La machine électrique tournante 1 comprend un stator 2 et un rotor 3 qui est mobile en rotation à l'intérieur du stator 2 autour d'un axe de rotation Al. Le rotor 3 est relié à un arbre 4 qui s'étend selon l'axe de rotation Al. 100381 La machine électrique tournante 1 tend à s'échauffer au cours de son fonctionnement. Aussi, la machine électrique tournante 1 est équipée d'une chambre de refroidissement 5 qui est constitutive d'un circuit 6 à l'intérieur duquel circule un premier fluide 7, tel que de l'eau glycolée ou analogue, destiné à évacuer les calories générées par la machine électrique tournante 1. A cet effet, la chambre de refroidissement 5 est, par exemple agencée en un manchon qui enveloppe le stator 2, en étant de préférence en contact avec le stator 2. Le circuit 6 est en relation avec un échangeur de type radiateur, ou par exemple avec une boucle 8 de circulation d'un fluide réfrigérant 9 par l'intermédiaire d'un échangeur de chaleur fluide réfrigérant / premier fluide 10. 100391 La boucle 8, à l'intérieur de laquelle circule le fluide réfrigérant 9, comprend succes- sivement un compresseur 11 pour comprimer le fluide réfrigérant 9, un échangeur de chaleur externe 12 pour céder de la chaleur à pression constante à un Ilux d'air 13, un organe de détente 14 pour permettre une détente du fluide réfrigérant 9 et l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / premier fluide 10 pour permettre au fluide réfrigérant 9 de transmettre des frigories au premier fluide 7. La boucle 8 est susceptible d'être agencée différemment de celle décrite précédemment sans que cela ait une quelconque incidence sur la présente invention. [0040] Le circuit 6 de circulation du premier fluide 7 comprend successivement une pompe 15 pour faire circuler le premier fluide 7 à l'intérieur du circuit 6, l'échangeur de chaleur fluide réfrigérant / premier fluide 10 à l'intérieur duquel le fluide réfrigérant 9 capte les calories du premier fluide 7 et la chambre de refroidissement 5 qui est agencée pour que le premier fluide 7 présent à l'intérieur de la chambre de refroidissement 5 capte des calories de la machine électrique tournante 1. [0041] La chambre de refroidissement 5 est délimitée par une première paroi 16 qui est pourvue d'au moins un organe de mise en communication 17 de la chambre de refroidissement 5 avec le circuit 6. Préférentiellement, la première paroi 16 est pourvue de deux organes de mise en communication 17, dont un premier organe de mise en communication 17 permettant une admission du premier fluide 7 à l'intérieur de la chambre de refroidissement 5 et un deuxième organe de mise en communication 17 permettant une évacuation du premier fluide 7 hors de la chambre de refroidissement 5. Ainsi, la chambre de refroidissement 5 est susceptible d'âtre alimentée en premier fluide 7, le premier fluide 7 pénétrant à l'intérieur de la chambre de refroidissement 5 par l'intermédiaire du premier organe de mise en communication 17 et étant évacué hors de la chambre de refroidissement 5 par l'intermédiaire du deuxième organe de mise en communication 17, après avoir transféré les calories de la machine électrique tournante 1 audit premier fluide 7. [0042] La machine électrique tournante 1 est logée à l'intérieur d'une enceinte 18 délimitée par une deuxième paroi 19, notamment constitutive d'une cloche d'embrayage 60 logeant une boîte de vitesses 20 par exemple. L'enceinte 18 contient un deuxième fluide 21, huile de lubrification notamment, prévu pour graisser des composants de la boîte de vitesses 20. Autrement dit, l'enceinte 18 loge conjointement la machine électrique tournante 1 et les composants de la boîte de vitesses 20, qui baignent ensemble dans le deuxième fluide 21. [0043] L'organe de mise en communication 17, indifféremment premier organe de mise en communication 17 ou deuxième organe de mise en communication 17, est adapté pour assurer une étanchéité entre la chambre de refroidissement 5 contenant le premier fluide 7 et l'enceinte 18 contenant le deuxième fluide 21. L'organe de mise en communication 17 est aussi adapté pour assurer une étanchéité entre l'enceinte 18 contenant le deuxième fluide 21 et un environnement extérieur 22 à la deuxième paroi 19. [0044] Sur les figures 2 à 4, l'organe de mise en communication 17 comprend un conduit 23 6 et un premier dispositif d'étanchéité 30 assurant une étanchéité entre le conduit 23 et la première paroi 16 ainsi qu'un deuxième dispositif d'étanchéité 40 assurant une étanchéité entre le conduit 23 et la deuxième paroi 19. Le conduit 23 est par exemple cylindrique et s'étend le long d'un axe d'allongement A2. [0045] Le premier dispositif d'étanchéité 30 comprend une première bague 31 qui est logée à l'intérieur d'un premier orifice 24 ménagée à travers la première paroi 16. La première bague 31 est cylindrique et présente un axe de symétrie A3, qui est confondu avec l'axe d'allongement A2 du conduit 23 lorsque la première bague 31 est insérée à l'intérieur du premier orifice 24. La première hague 31 comprend une face interne 32 qui comporte une première rainure 33 logeant un premier organe d'étanchéité 34. La face interne 32 est préférentiellement cylindrique et d'un diamètre supérieur à un diamètre du conduit 23 pour permettre une insertion par coulissement du conduit 23 à l'intérieur de la première bague 31. Le premier organe d'étanchéité 34 est ainsi interposé entre la face interne 32 de la première bague 31 et une face externe 25 du conduit 23. On comprend en cela que le premier organe d'étanchéité 34 assure une étanchéité entre le premier fluide 7 contenu dans la chambre de refroidissement 5 et le deuxième fluide 21 contenu dans l'enceinte 18. Le premier organe d'étanchéité 34 comprend par exemple au moins un joint torique ou tout autre moyen d'étanchéité analogue. La première hague 31 comprend un premier épaulement radial 35 conçu à l'intérieur d'un plan parallèle à un plan radial Pl, le plan radial Pl étant orthogonal à l'axe d'allongement A2 du conduit 23 ainsi qu'à l'axe de symétrie A3 de la première bague 31. Le premier épaulement radial 35 permet un maintien axial de la première bague 31 à l'intérieur du premier orifice 24, notamment lors de l'insertion du conduit 23 à l'intérieur de la première bague 31. Le premier épaulement radial 35, en recouvrant partiellement la première paroi 16, notamment en bordure du premier orifice 24, interdit aussi toute fuite de premier fluide 7 entre une surface externe 36 de la première bague 31 et la première paroi 16. Une telle insertion du conduit 23 à l'intérieur de la première bague 31 est réalisée à partir d'une translation du conduit 23 à l'intérieur de la première bague 31 depuis l'environnement extérieur 22 jusqu'à ce qu'une première extrémité 26 du conduit 23 soit logée à l'intérieur de la chambre de refroidissement 5. On note qu'un premier jeu 27 est ménagé entre un deuxième orifice 28 équipant la deuxième paroi 19 et le conduit 23, pour permettre une insertion aisée du conduit 23 à travers la deuxième paroi 19. [0046] Selon la première variante de réalisation illustrée sur la figure 2 et la deuxième variante de réalisation illustrée sur la figure 3, le deuxième dispositif d'étanchéité 40 comprend un deuxième épaulement radial 41 qui est solidaire du conduit 23. Le deuxième épaulement radial 41 est ménagé à l'intérieur d'un plan qui est parallèle au plan radial Pl. Le deuxième épaulement radial 41 comporte une rainure circulaire 42 7 qui est ménagée symétriquement autour de l'axe d'allongement A2 du conduit 23 et à l'intérieur d'un plan parallèle au plan radial Pl. La rainure circulaire 42 loge un deuxième organe d'étanchéité 43. Le deuxième organe d'étanchéité 43 est ainsi interposé entre le deuxième épaulement radial 41 et la deuxième paroi 19. On comprend en cela que le deuxième organe d'étanchéité 43 assure une étanchéité entre le deuxième fluide 21 contenu dans l'enceinte 18 et l'environnement extérieur 22. Le deuxième organe d'étanchéité 43 comprend par exemple au moins un joint torique ou tout autre moyen d'étanchéité analogue. [0047] Selon la première variante de réalisation illustrée sur la figure 2, le premier jeu 27 résulte notamment du fait que la face externe 25 du conduit 23 est filetée pour permettre une fixation du conduit 23 à l'intérieur du deuxième orifice 28 qui comporte un filetage complémentaire. Un organe de fixation 50 permet un maintien du conduit 23 sur la deuxième paroi 19. Un tel organe de fixation 50 comprend par exemple un premier écrou 51 rapporté sur la face externe 25 du conduit 23 et qui vient au contact d'une butée axiale 52 ménagée sur la deuxième paroi 19. La butée axiale 52 prend par exemple la forme d'une collerette radiale ménagée autour du deuxième épaulement radial 41. [0048] Selon la deuxième variante de réalisation illustrée sur la figure 3, la face externe 25 du conduit 23 est exempte de filetage. Un organe de fixation 50 permet un maintien du conduit 23 sur la deuxième paroi 19. Un tel organe de fixation 50 comprend par exemple au moins une vis 53 qui traverse axialement, c'est-à-dire parallèlement à l'axe d'allongement A2, et de part en part le deuxième épaulement radial 41 pour venir se loger à l'intérieur de la deuxième paroi 19. Préférentiellement, l'organe de fixation 50 comprend une pluralité de vis 53, par exemple quatre vis 53, qui sont radialement par exemple équiréparties autour de l'axe d'allongement A2. [0049] Selon la troisième variante de réalisation illustrée sur la figure 4, le deuxième dispositif d'étanchéité 40 comprend un deuxième écrou 61 qui est rapportée autour de la face externe 25 du conduit 23. Le deuxième écrou 61 comporte une gorge circulaire 62 qui est ménagée à l'intérieur d'une surface interne 63 du deuxième écrou 61, autour de l'axe d'allongement A2 du conduit 23 et à l'intérieur d'un plan parallèle au plan radial PL La gorge circulaire 62 loge un troisième organe d'étanchéité 64. Le troisième organe d'étanchéité 64 est ainsi interposé entre la surface interne 63 du deuxième écrou 61 et le conduit 23. On comprend en cela que le troisième organe d'étanchéité 64 assure une étanchéité entre le deuxième fluide 21 contenu dans l'enceinte 18 et l'environnement extérieur 22. Le troisième organe d'étanchéité 64 comprend par exemple au moins un joint torique ou tout autre moyen d'étanchéité analogue. [0050] Le deuxième écrou 61 comporte une deuxième bague 65 qui est apte à s'insérer à 8 l'intérieur du deuxième orifice 28. Le deuxième écrou 61 et la deuxième bague 65 sont ménagés symétriquement autour de l'axe d'allongement A2. La deuxième bague 65 constitue un prolongement axial du deuxième écrou 6l qui borde le conduit 23. En périphérie de la deuxième bague 65, le deuxième écrou 61 comporte une hase 66 qui est destinée à venir en butée axiale contre un organe élastique de maintien 67, telle qu'une rondelle en cuivre ou analogue, qui est interposée entre la hase 66 du deuxième écrou 61 et la deuxième paroi 19. [0051] On note que, selon cette troisième variante de réalisation, la face externe 25 du conduit 23 est filetée ainsi que la surface interne 63 du deuxième écrou 61 pour permettre une fixation du conduit 23 sur le deuxième écrou 61. La face interne 32 de la première bague 31 est également filetée pour permettre une fixation du conduit 23 sur la première paroi 16. 9 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6]