EP3616306A1 - Machine électrique tournante à palier fretté - Google Patents

Machine électrique tournante à palier fretté

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Publication number
EP3616306A1
EP3616306A1 EP18719195.2A EP18719195A EP3616306A1 EP 3616306 A1 EP3616306 A1 EP 3616306A1 EP 18719195 A EP18719195 A EP 18719195A EP 3616306 A1 EP3616306 A1 EP 3616306A1
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EP
European Patent Office
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bearing
flange
centering
machine according
stator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18719195.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michel Fakes
Yannick LE-MEITOUR
Eric SIMON
Matthieu BONNICI
Xavier Dunesme
Mathieu REDON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1753750A external-priority patent/FR3065847B1/fr
Priority claimed from FR1753748A external-priority patent/FR3065846B1/fr
Priority claimed from FR1753747A external-priority patent/FR3065845B1/fr
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP3616306A1 publication Critical patent/EP3616306A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
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    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
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    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
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    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine.
  • the invention relates to the field of rotating electrical machines such as motors, alternators, or alternator-starters or a reversible machine that can operate as a motor and as a generator.
  • an alternator-type electrical machine comprises a housing, inside thereof, a claw rotor fixed in rotation with a shaft and a stator which surrounds the rotor with the presence of an air gap.
  • the stator comprises a body in the form of a pack of sheets with notches for mounting the stator winding.
  • the phase windings of the winding are, for example, three-phase windings connected in a star or in a triangle, the outputs of which are connected to an electronic module comprising rectifying elements, such as diodes or transistors.
  • the housing comprises cup-shaped bearings having centrally a receiving housing of a bearing for rotatably mounting the rotor shaft.
  • one of the bearings carries the electronic module.
  • These bearings are supported on the stator body which is mounted tight between these two bearings, it is called “sandwich" configuration.
  • the bearings act as heat sinks, so contact between the stator body and the bearing allows the heat to be removed from the stator.
  • This "sandwich" type assembly allows hooping between the bearings and the stator but the hooping height is limited because an assembly clearance is required between the front bearing and the rear bearing. In practice, it is not possible to exceed two thirds of the height of the stator body. In addition, the hooping is not possible in the passage areas of the tie rods. Moreover, with this type of configuration, the hooping can not be optimized because of the shape of the bearings that can undergo deformations if the tightening is too important. The contact area between bearings and the stator body is therefore limited, which reduces the thermal discharge area accordingly.
  • the centering of the bearings relative to the stator can not be optimal because of the necessary assembly clearance between the bearings and the stator body.
  • the gap between the stator and the rotor must be reasonably important to avoid any risk of contact between the rotor and the stator during operation of the machine.
  • the subject of the invention is a rotating electrical machine for a motor vehicle.
  • the machine comprises a shaft extending along an axis; a rotor mounted on the shaft; a stator surrounding the rotor with an air gap, said stator having a body with notches and a winding inserted into the notches; a first bearing and a second bearing surrounding an assembly formed by the rotor and the stator.
  • the first bearing comprises a transverse flange and a cylindrical wall of axial orientation from an outer periphery of said flange; and the second bearing comprises a transverse flange closing the first bearing and at least one flange projecting from the flange and forming a junction zone with the first bearing.
  • the stator body comprises a hooping zone with the cylindrical wall.
  • the first bearing and the second bearing form a chamber housing the rotor and the stator.
  • each bearing comprises a housing for rotational mounting of the shaft.
  • each bearing has an opening for the passage of the shaft.
  • a bearing is disposed between the bearing and the shaft to ensure rotational mounting of the shaft.
  • a ratio between an axial height of the shrunk zone of the first bearing and an axial height of the stator body is between 0.9 and 1.2 and is preferably 1.
  • the entire axial height of the stator body is fretted.
  • a difference in diameter between an outer diameter of the stator body and an internal diameter of the cylindrical wall at the hooping zone is between 0 and 0.7 mm.
  • the flange extends over an axial height less than an axial height of the cylindrical wall of the first bearing. For example, on a height less than one third of the height of said cylindrical wall.
  • the flange extends, in particular, on an axial height of the order of 3 mm.
  • the flange extends discontinuously along the periphery of the flange.
  • the second bearing comprises a plurality of flanges forming a plurality of junction zones with the first bearing and the machine comprises several openings arranged between two successive junction zones. This allows the creation of openings between the bearings which improves the cooling of the machine.
  • the cylindrical wall comprises at least one notch arranged, axially open, in a free end of said wall axially opposed to the flange, said notch being positioned opposite an opening.
  • the cylindrical wall has several notches, each being positioned opposite an opening.
  • one of the bearings may comprise pins extending axially towards the other bearing to obstruct at least part of the opening.
  • the use of pin allows to limit the entry of a foreign body into the machine without reducing the size of the opening. Thus, the cooling of the machine is increased while ensuring a good safety of the machine vis-à-vis the external environment.
  • the use of pin allows to minimize the amount of material used to ensure the non-insertion of foreign bodies inside the electric machine.
  • the second bearing comprises a plurality of pins.
  • the pin protrudes axially from the outer periphery of the second bearing.
  • the pin extends over a height less than a height of the opening, the two heights extending in the same direction. These include an axial direction.
  • the pin has a rounded section.
  • the pin has a section of convex or curved shape. We means by rounded form a form devoid of sharp edge.
  • the pin has an oblong section.
  • the pin has a round section of cheese.
  • an axis of longitudinal elongation of the oblong shape of the pin forms an angle of between +10 degrees and +70 degrees with respect to a radius of the second bearing, the positive direction of the angle with respect to the radius corresponding to direction of rotation of the rotor of the rotating electrical machine.
  • This angle is, in particular, between +30 and +60 degrees.
  • the pin has a chamfered free end.
  • the pin extends away from the first bearing. The pin is not in contact with the first level. This makes it possible to limit the contacts between the bearings and therefore to limit the transfer of heat by conduction between the bearings.
  • the cylindrical wall of the first bearing and the flange of the second bearing each comprise at least one centering portion and at least one fixing portion.
  • the centering portion of the first bearing cooperates with that of the second bearing.
  • the fixing portion of the first bearing cooperates with that of the second bearing.
  • the centering and fixing portions form at least one junction zone.
  • the junction zone between the bearings makes it possible, by virtue of the contact between said bearings, to simplify assembly between the bearings. For example, small tie rods can be used which allows a gain in mass.
  • the machine comprises several centering portions and a plurality of fixing portions.
  • each centering portion is arranged facing at least one fixing portion. it makes it possible to limit the contact surfaces between the first bearing and the second bearing so as to limit heat exchanges between the parts.
  • the adjustment between the centering portion of the first bearing and the centering portion of the second bearing is defined, according to the ISO system of adjustments, so that an inner diameter of the centering portion of the first bearing is equal to H7 and that an outer diameter of the centering portion of the second bearing is between g6 and h6.
  • the centering portion of the second bearing is formed by a wall projecting in axial projection and in that the centering portion of the first bearing is formed by a free end of the cylindrical wall, said centering portions being in radial contact with each other to ensure the centering of the second bearing with the first bearing.
  • each bearing comprises a fixing portion provided with an opening for the passage of a fastener.
  • each attachment portion extends radially projecting from the corresponding bearing.
  • the machine comprises at least two fastening parts intended to hold said machine in the motor vehicle, said fastening portions projecting from the cylindrical portion of the first bearing on either side of the zone. frettage. Because the fixing parts are arranged on the same bearing, the assembly tolerances of the machine on the vehicle can be reduced. This therefore improves the attachment of the machine on the vehicle.
  • the machine further comprises an electronic module which is carried by the second bearing. In other words, the electronic module is positioned on the bearing which is not in contact with the stator body.
  • the machine further comprises a thermal insulation seal interposed between the first bearing and the second bearing in the junction zone.
  • a thermal insulation seal interposed between the first bearing and the second bearing in the junction zone.
  • Putting a seal between the bearings makes it possible not to transfer the heat of the bearing stator in contact with the other bearing and thus limit the negative thermal impact of the stator on the other parts of the machine. This thus improves the cooling of the rotating electrical machine.
  • the interposition of a seal between the two bearings makes it possible to limit the matting stresses between the bearings and also to reduce the magnetic noise of the machine due to the decoupling between the two bearings while guaranteeing a low cost of production. of the machine.
  • the thermal insulation seal may be interposed between the two bearings at their junction zone.
  • the thermal insulation seal has an annular shape. For example, a flat annular shape.
  • the thermal insulation seal has a return projecting from the annular portion.
  • the return extends in particular from the outer periphery of the annular portion.
  • the thermal insulation seal has an L-shaped section.
  • the junction zone comprises a fixing zone between the two bearings.
  • each bearing has a fixing portion provided with an opening for the passage of a fastener.
  • the annular portion extends between the two attachment portions and has an opening for the passage of said fixing member.
  • the machine further comprises at least one insulating bush located around a fixing member extending in the fixing zone.
  • the insulating barrel comprises a cylindrical portion and an annular portion extending from one end of the cylindrical portion.
  • the thermal insulation seal is made of a material chosen from one of the following materials: plastic, rubber, elastomer. According to one embodiment, the thermal insulation seal has a thickness of the order of one millimeter.
  • the winding comprises buns extending on either side of the stator body.
  • a bun has a solid portion and a base between the solid portion and the stator body.
  • the base is formed by an alternation of conductors extending between said solid part and the notches of said body, and openings.
  • the junction zone between the first bearing and the second bearing is arranged radially opposite a space of the machine located axially between an axial end of one of the buns and a transverse flange of a bearings. This improves the cooling of the machine by allowing a positioning of cooling opening in front of the buns of the winding and in particular facing the base of the buns.
  • the rotor comprises at least one fan, in particular a centrifugal fan, fixed at an axial end of a body of said rotor.
  • the rotor has two centrifugal fans attached to the axial ends of the body respectively.
  • the rotating electrical machine can advantageously form an alternator, an alternator-starter or a reversible machine.
  • Figure 1 is a perspective view of a rotating electrical machine according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the rotating electrical machine according to the example of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of the front bearing of the rotating electrical machine according to the example of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view of the rear bearing of the rotating electrical machine according to the example of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic view of the rotating electrical machine according to the example of FIG.
  • FIG. 6 is a partial sectional view illustrating an exemplary configuration of a thermal insulation seal that can be implanted in a junction zone between the bearings of the rotating electrical machine.
  • FIG. 7 is a view from above illustrating an orientation of the pins of the rotating electrical machine according to the example of FIG. 1.
  • Identical, similar or similar elements retain the same reference from one figure to another.
  • a front element is located on the side of the free end of the shaft intended to carry the pulley, while a rear element is located on the opposite side, that is to say on the side of the electronic module. ordered.
  • FIGS. 1 and 2 show a compact and polyphase electrical rotating machine 10, in particular for a motor vehicle. This machine 10 transforms mechanical energy into electrical energy and can be reversible. Such a reversible machine 10 makes it possible to convert electrical energy into mechanical energy, in particular for starting the engine of the vehicle.
  • This machine 10 comprises a housing 1 1 inside thereof, a claw rotor 12 mounted on a shaft 13 extending along an axis X corresponding to the axis of rotation of the electric machine and a stator 16 which surrounds the rotor 12 with presence of an air gap between the outer periphery of the rotor 12 and the inner periphery of the stator 16.
  • a pulley is intended to be fixed on the free end of the shaft 13. This pulley belongs to a device of belt motion transmission between the machine 10 and the engine of the motor vehicle.
  • the axial, radial, external and internal denominations refer to the axis X crossing at its center the shaft 13.
  • the axial direction corresponds to the axis X whereas the orientations radial ones correspond to concurrent planes, and in particular perpendicular to the X axis.
  • the outer or inner denominations are evaluated with respect to the same axis X, the inner denomination corresponding to an element oriented towards the axis, or closer to the axis with respect to a second element, the outer denomination denoting a distance from the axis.
  • the rotor 12 comprises two pole wheels 17 each having a transversely oriented plate 18 provided at its outer periphery with claws 19 for example of trapezoidal shape and axial orientation.
  • the claws 19 of a wheel 17 are directed axially towards the plate 18 of the other wheel 17.
  • Each claw 19 of a pole wheel 17 enters the space between two claws 19 adjacent to the other pole wheel 17, so that the claws 19 of the pole wheels 17 are interleaved with each other.
  • a cylindrical core 22 is interposed axially between the plates 18 of the wheels 17.
  • the core 22 consists of two half-cores each belonging to one of the plates 18. This core 22 carries at its outer periphery a coil of excitation 23.
  • the stator 16 comprises a body 25 and an electric coil 26.
  • the body 25 is constituted by a stack of thin sheets forming a ring, the inner face of which is provided with teeth delimiting two by two notches open towards the outside. inside the stator body 25.
  • the coil 26 may be made from a plurality of conductors inserted into the notches of the stator body 25 and forming buns 27 protruding from both sides of the body 25.
  • the buns 27 each comprise a solid portion and a base extending between the solid portion and the stator body 25. Each base has openings 30 extending between conductors of the coil 26 exiting or retracting into notches of the body, as shown in FIG.
  • the conductors may be constituted for example by continuous son covered with enamel or conductive elements in the form of pins connected together by welding.
  • the phase outputs of the coil 26, connected in a star or in a triangle, are connected to an electronic control module 32 comprising rectifying elements, such as diodes or transistors of the MOSFET type, especially when it is a starter-alternator as described for example in the document FR2745445.
  • the machine 10 also comprises a brush holder provided with brushes intended to rub against rings 33 of a manifold 36 connected by wire bonds to the excitation winding 23 of the rotor 12.
  • the housing 1 1 comprises a front bearing 37 and rear 38 assembled with each other.
  • These bearings 37, 38 may for example be made of an aluminum-based material.
  • the generally cup-shaped front bearing 37 comprises a flange 371 extending transversely with respect to the axis X, that is to say in a direction substantially perpendicular with respect to the axis X.
  • This flange 371 is provided centrally with a housing 40 receiving a bearing 41 for the rotational mounting of the rotor shaft 13.
  • the front bearing 37 further comprises a cylindrical wall 372 extending axially from the outer periphery of the flange 371 and forming a cylindrical skirt.
  • the cylindrical wall 372 is integral with the flange 371, that is to say out of material.
  • the front bearing 37 is closed axially by the rear bearing 38 comprising a transverse flange 48 which comprises a housing 44 receiving a bearing 45 for rotatably mounting the rear end of the rotor shaft 13.
  • the rear bearing 38 carries the electronic control module 32 in particular on its rear face.
  • the flange 48 may comprise, for this purpose, fastening columns, not shown, projecting from the flange 48 for the passage of fastening screws of the module 32.
  • axial openings 49 may be provided in FIG. the flange 48 to allow the passage of the phase outputs of the coil 26 to be electrically connected to the control module 32.
  • the flange 48 of the rear bearing 38 may be extended by a flange 63 extending axially over a height much smaller than the height of the cylindrical wall 372.
  • the flange 63 extends over a axial height less than one third of the axial height of the cylindrical wall of the first bearing.
  • the rear bearing 38 comprises in particular several flanges 63 each projecting from a portion of the periphery of the flange 48.
  • the flanges 63 are therefore distinct from each other is angularly distributed over the circumference of the flange 48. The distribution can be made irregularly that is, the flanges 63 may be positioned at different distances from each other on the circumference of the flange 48.
  • the distribution may be made on a regular basis, i.e. the flanges 63 may be positioned equidistant from each other on the circumference of the flange 48.
  • the flanges 63 may have different circumferential lengths.
  • the flanges 63 are circumferentially separated from each other by openings 60, visible in FIG. 1, formed between the front bearing 37 and the rear bearing 38 and in particular between the cylindrical wall 372 and the flange 48.
  • the cylindrical wall 372 may have a notch 59 made at the opening 60 to enlarge said opening 60.
  • the free end of the cylindrical wall comprises an alternation of contact areas with the flanges 63 and notches 59.
  • each notch 59 is axially open towards the rear bearing 38.
  • the rear bearing 38 has a plurality of pins 61 extending in axial projection from a front face of the flange 48 facing the front bearing 37.
  • the pins 61 are in particular located at the outer periphery of the rear bearing 38.
  • the pins 61 project from the flange 64 and are arranged between two flanges 63. These pins 61 at least partially close the opening 60 located between the two bearings. More specifically, these pins close off at least part of the notch 59 formed in the front bearing 37.
  • the pins 61 can extend from the front bearing to the rear bearing.
  • the pins 61 may extend along the same circumference and be evenly spaced along this circumference. In an alternative embodiment, the pins 61 may extend in different circumferences and / or be irregularly spaced. For example, the pins 61 may extend staggered. The pin 61 extends into the opening 60 and is not in contact with the bearing to which they extend. Thus, if the pin extends from the rear bearing, it is disposed away from the front bearing. Thus, the pin extends over an axial height less than the axial height of the opening 60. In one embodiment, the pins 61 have a rounded section advantageously of oblong or circular shape. Alternatively, the pins 61 may have a rectangular or trapezoidal or conical section.
  • an axis X1 of longitudinal elongation of the oblong shape of the pins 61 forms an angle A with respect to a radius 62 of the rear bearing 38 between a minimum angle Amin of -15 degrees and an angle Amax maximum of +70 degrees.
  • the positive direction of the angle corresponds to the direction of rotation R of the rotor 12 of the electric machine 10.
  • the angle A is preferably between +10 and +70 degrees and in particular between +30 and +60 degrees.
  • the pins each have a chamfered free end, thus only the free end of the pin has a substantially conical shape and the portion of the pin extending between the free end and the flange 64 has a substantially cylindrical shape.
  • the pins 61 extend away from the front bearing 37 to prevent the heat conduction of the front bearing 37 to the rear bearing 38.
  • the pins 61 have an axial height L3 less than an axial height of 1 opening 60.
  • the front bearing 37 and the rear bearing 38 each comprises pins 61 ', 61.
  • the pins 61 'of the front bearing come from an edge of the notch 59.
  • the pins 61 of the rear bearing 38 penetrate into the spaces between two adjacent pins 61' of the front bearing 37 and the pins 61 of the front bearing 37 penetrate into the spaces between two adjacent pins 61 of the rear bearing 38.
  • the cylindrical wall 372 of the front bearing 37 comprises a shrinking zone Z1 with the stator body 25.
  • a ratio between a height L1 of the shrink zone Z1 of the front bearing 37 and a height L2 of the stator body 25 is between 0.9 and 1.2 and is preferably 1 .
  • the heights L1 and L2 are measured in an axial direction relative to the X axis. As this ratio shows, the shrinking zone Z1 can extend slightly beyond the stator body 25 on either side of said stator body 25.
  • the difference between an external diameter D2 of the stator body 25 and an internal diameter D1 of the cylindrical wall 372 at the shrinking zone Z1 is between 0 and 0.7 mm.
  • the cylindrical wall 372 can be driven into the stator body 25 at the shrink zone Z1. This adjustment allows a tight mounting of the stator 16 in the front bearing 37, there is then no need for additional means of maintaining the stator. This also allows better conduction cooling of the stator.
  • each contact zone of the cylindrical wall 372 comprises at least one fastening portion 71 and / or at least one centering portion 62.
  • each flange 63 comprises at least one fastening portion 74 and / or at least one fastening portion 74. centering portion 78.
  • Said attachment portions 71, 74 cooperate, respectively, with each other to fix the two bearings together.
  • Said centering portions 62, 78 cooperate, respectively, with each other to center the two bearings together.
  • each junction zone 64 comprises both a centering portion 62, 78 of each bearing and a fixing portion 71, 74 of each bearing.
  • a centering portion of one of the bearings is arranged facing a fixing portion of said bearing.
  • the rear bearing 38 has three flanges 63, the first two flanges each comprises a fixing portion and a centering portion and the last flange comprises a centering portion and two fixing portions.
  • each attachment portion 71, 74 extends radially projecting from a portion of the associated bearing in an outer direction that is to say opposite the X axis.
  • each portion fixing 71 comes from the cylindrical wall 372 of the front bearing 37 and each fixing portion 74 is derived from the flange 48 of the rear bearing 38 and participates in the formation of a flange 63.
  • the attachment portions 71 are located at the periphery external of the cylindrical wall 372 at its free end opposite the flange 371.
  • each fixing portion 71 is provided with an opening 72 positioned in coincidence with an opening 73 formed in a fixing portion 74 for the passage of a fixing member 75, such as a screw or a tie rod.
  • an adjustment between the centering portion 62 of the first bearing 37 and the centering portion 78 of the second bearing 38 is defined, according to the industrial draftsman's ISO adjustment system, so that an internal diameter D3 of the centering portion 62 is equal to H7 and that an outer diameter D4 of the centering portion 78 is between g6 and h6.
  • the characteristic g6 combined with the characteristic H7 corresponds to a sliding centering, that is to say that a small clearance can exist between the two centering portions 62, 78 of the two bearings.
  • the characteristic h6 combined with the characteristic H7 corresponds to an adjusted or tight centering that is to say that there is no clearance between the two centering portions 62, 78 of the two bearings.
  • H7, g6 and h6 result in acceptable tolerance limit values during the manufacture of the bearings.
  • H7 corresponds to tolerance values between 0 and +40 ⁇
  • g6 corresponds to tolerance values of between -14 ⁇ .
  • -39 ⁇ and h6 correspond to tolerance values between 0 and -25 ⁇ .
  • the outer diameter D4 is between 139 ° mm and 138.61 mm.
  • the external diameter D4 is between 120 mm and 180 mm.
  • the centering portion 78 of the rear bearing is formed by a wall 78 coming from the flange 48.
  • the wall bears against an inner periphery of the cylindrical wall 372 which forms the centering portion 62 of the front bearing 37.
  • the wall is delimited axially by an end face of a portion of the fastening portion 74 of the rear bearing axial abutment.
  • the centering height corresponding to the height of the wall is short. It is preferably less than 3mm.
  • the structure may be reversed, that is to say that the wall may belong to the front bearing 37 and abut against an inner periphery of the flange 48. As illustrated in FIG.
  • the contact surfaces between the two bearings 37, 38 may be limited by arranging the openings 60 and by thermally isolating the two bearings 37, 38 between them at the junction zone 64.
  • a thermal insulation seal 65 may be interposed between the front bearing 37 and the rear bearing 38 in at least one junction zone 64.
  • the seal 65 has a flat annular shape extending in a radial plane, a form of washer.
  • the heat-insulating joint 65 is positioned axially between the two end faces of the fastening portions 71, 74.
  • the annular shape delimits an opening disposed opposite the respective openings of the fastening portions 71, 74 to allow the passage of the fixing member 75.
  • the machine 10 may comprise several seals 65 each disposed between two fixing portions vis-a-vis. Each seal is then independent of the other seal.
  • the seals 65 may be connected to each other via connecting portions (not shown).
  • the thermal insulation seal may be disposed between the fastening portions 71, 74 and the associated centering portions 62, 78 of the two bearings 37, 38.
  • the insulation seal thermal 65 comprises an annular portion extending in a radial plane and an axial orientation return extending from the outer periphery of the annular portion. The annular portion is then disposed between two fixing portions and the return is disposed between two centering portions.
  • a heat insulating barrel may be located around the fixing member 75 penetrating into the fixing portions 71, 74. This prevents the heat transfer, via said member 75, from the bearing. before 37 to the rear bearing 38.
  • the thermal insulation joints 65 and the insulating bush may for example be made of a material chosen from one of the following materials: plastic, rubber, or elastomer.
  • the seal 65 and / or the insulating barrel has a thickness of the order of one millimeter.
  • the centering portions may consist of hollow protuberances 84 coming from the front bearing 37 intended to fit into the corresponding openings 73 of the rear bearing fastening portion. 38. These hollow protuberances 84 extend around the fastening openings 72 for the passage of the fasteners 75.
  • the hollow protuberances 84 belong to the rear bearing 38 and engage in the openings 72 of the front bearing 37. It is then possible to remove the walls 78, the protuberances forming centering means.
  • fans 52 are located on the axial ends of the rotor 12 to generate a stream of air inside the machine passing through the openings formed in the front bearing 37 and in the rear bearing. 38.
  • axial openings 50, 54 are formed in the flanges of the bearings and radial openings 551, 552 are formed in the cylindrical wall 372 of the front bearing 37.
  • the fans are Centrifugal fans, the axial openings are air inlet openings and the radial vents are air outlet openings.
  • the front bearing 37 has axial lugs 54 made in the flange 371 for example around the bearing housing 40.
  • the front bearing 37 also comprises a first series S1 gills 551 and a second series S2 of gills 552 lateral formed in the cylindrical wall 372 on either side of the stator body 25.
  • the gills 551 of the first series S1 have a circumferentially elongated shape.
  • the gills 552 of the second series S2 have an elongated shape axially with respect to the axis X.
  • the gills 552 of the second series S2 are in this case more numerous than the gills 551 of the first series S1.
  • the shrinking zone Z1 extends axially between the openings 551 of the first series S1 and the openings 552 of the second series S2.
  • the gills 552 of the second series S2 are angularly spaced regularly relative to each other, and are separated in pairs by separating arms. Alternatively, said lugs 552 may be angularly spaced irregularly relative to each other to improve the acoustics of said machine 10.
  • Each hearing 551, 552 of these series S1, S2 is located radially at least partly in at least one opening 30 of the base of a bun 27.
  • an opening 551 of the first series S1 extends axially between the hooping zone Z1 of the front bearing 37 and a corresponding lateral bar 58.
  • This lateral bar 58 separates the hearing 551 with respect to the notch 59 associated formed on the side of the free end of the front bearing 37 opposite the flange 371.
  • the lateral bar 58 is preferably superimposed radially with a solid part of a bun 27.
  • the lateral bar has an axial height less than the axial height of the solid part of the bun 27 corresponding.
  • the machine 10 comprises at least two attachment parts 68 intended to hold said machine in the motor vehicle.
  • the fastening portions 68 project radially from the cylindrical portion 372 of the first bearing 37 on either side of the zone shrinking Z1.
  • the two attachment portions 68 are, for example, aligned axially.
  • the machine comprises four fastening portions 68 arranged in pairs as described above and spaced angularly on the periphery of the cylindrical wall 372.
  • Each fastening portion 68 has an opening for the passage of a fastening screw.
  • any other fastening means may be used as clipping.

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Abstract

L'invention porte principalement sur une machine électrique tournante pour véhicule automobile. La machine(10) comporte un arbre (13); un rotor (12); un stator (16) comportant un corps (25) doté d'encoches et un bobinage (26)inséré dans les encoches; un premier palier (37) et un deuxième palier (38) entourant un ensemble formé par le rotor et le stator et comportant chacun un logement (40, 44) pour le montage à rotation de l'arbre de rotor (13). Le premier palier comporte un flasque (371) transversal et une paroi cylindrique (372) d'orientation axiale issue d'une périphérie externe dudit flasque. Le deuxième palier comporte un flasque (48) transversal fermant le premier palier et au moins un rebord (63) s'étendant en saillie à partir du flasque et formant une zone de jonction (64) avec le premier palier. En outre, le corps de stator comporte une zone de frettage (Z1) avec la paroi cylindrique.

Description

MACHINE ÉLECTRIQUE TOURNANTE À PALIER FRETTÉ
La présente invention porte sur une machine électrique tournante. L'invention se rapporte au domaine des machines électriques tournantes telles que les moteurs, les alternateurs, ou les alterno-démarreurs ou encore une machine réversible pouvant fonctionner comme moteur et comme générateur.
De façon connue en soi, une machine électrique de type alternateur comporte un carter, à l'intérieur de celui-ci, un rotor à griffes solidaire en rotation d'un arbre et un stator qui entoure le rotor avec présence d'un entrefer. Le stator comporte un corps en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches pour le montage du bobinage statorique. Les enroulements de phase du bobinage sont par exemple des enroulements triphasés connectés en étoile ou en triangle, dont les sorties sont reliées à un module électronique comportant des éléments redresseurs, tels que des diodes ou des transistors.
Dans l'état de l'art, le carter comporte des paliers en forme de cuvette comportant centralement un logement de réception d'un roulement pour le montage à rotation de l'arbre de rotor. En outre, un des paliers porte le module électronique. Ces paliers sont en appui sur le corps de stator qui est monté serré entre ces deux paliers, on parle alors de configuration « sandwich ». Les paliers agissent comme des dissipateurs thermiques, ainsi un contact entre le corps du stator et le palier permet d'évacuer la chaleur du stator.
Cet assemblage de type « sandwich » permet un frettage entre les paliers et le stator mais la hauteur de frettage est limitée car un jeu d'assemblage est nécessaire entre le palier avant et le palier arrière. En pratique, il n'est pas possible de dépasser les deux tiers de la hauteur du corps de stator. En outre, le frettage n'est pas possible dans les zones de passage des tirants d'assemblage. De plus, avec ce type de configuration, le frettage ne peut pas être optimisé en raison de la forme des paliers qui peuvent subir des déformations si le serrage est trop important. La surface de contact entre les paliers et le corps de stator est donc limitée, ce qui réduit d'autant la surface d'évacuation thermique.
En outre, avec ce type de configuration « sandwich », le centrage des paliers par rapport au stator ne peut pas être optimal en raison du jeu d'assemblage nécessaire entre les paliers et le corps de stator. Comme ce centrage n'est pas bien maîtrisé, l'entrefer entre le stator et le rotor doit être raisonnablement important afin d'éviter tout risque de contact entre le rotor et le stator lors du fonctionnement de la machine.
Un refroidissement insuffisant de la machine électrique et une augmentation de la taille de l'entrefer engendre une baisse des performances de ladite machine voire un risque de mauvais fonctionnement ou de casse de cette machine.
La présente invention vise ainsi à améliorer les inconvénients précédemment décrits. A cet effet, l'invention a pour objet une machine électrique tournante pour véhicule automobile. Selon l'invention, la machine comporte un arbre s'étendant suivant un axe ; un rotor monté sur l'arbre ; un stator entourant le rotor avec présence d'un entrefer, ledit stator comportant un corps doté d'encoches et un bobinage inséré dans les encoches ; un premier palier et un deuxième palier entourant un ensemble formé par le rotor et le stator. En outre, selon l'invention, le premier palier comporte un flasque transversal et une paroi cylindrique d'orientation axiale issue d'une périphérie externe dudit flasque ; et le deuxième palier comporte un flasque transversal fermant le premier palier et au moins un rebord s'étendant en saillie à partir du flasque et formant une zone de jonction avec le premier palier. De plus, selon l'invention, le corps de stator comporte une zone de frettage avec la paroi cylindrique.
Le fait que seulement un des paliers soit en contact avec le corps de stator permet d'améliorer le refroidissement du stator en agrandissant la surface de contact entre ces deux pièces. En effet, le fait de ne plus avoir la zone de jonction entre les deux paliers en vis-à-vis du stator permet de ne plus être limité par un jeu d'assemblage nécessaire entre les paliers ni part le passage des tirants venant fixer les deux paliers ensemble. Une zone de jonction correspond à une zone de contact entre les deux paliers. En outre, cela permet également d'améliorer le centrage, et notamment la coaxialité, des paliers l'un par rapport à l'autre car il n'y a plus de pièce intermédiaire. Les contraintes sur les dimensions de l'entrefer sont alors mieux maîtrisées, ce dernier peut alors être réduit. En outre, le frettage par rapport à un simple contact entre le stator et le palier permet d'améliorer le refroidissement du stator. En effet, lors de son fonctionnement, le stator a tendance à se dilater sous l'effet de la chaleur et à ponctuellement ne plus être en contact avec le palier. Un meilleur serrage réalisé grâce au frettage permet ainsi d'assurer un meilleur refroidissement. De plus, ces formes de palier, dont seulement un palier présente une forme de cuvette, l'autre palier présentant une forme sensiblement plate, permettent d'avoir le stator fretté uniquement sur un palier sans augmenter l'encombrement axial de la machine. En outre, le fait que le deuxième palier présente une forme sensiblement plate permet d'éviter les risques de déformation dudit palier en raison du frettage.
Le premier palier et le deuxième palier forme une enceinte logeant le rotor et le stator.
Selon une réalisation, chaque palier comporte un logement pour le montage à rotation de l'arbre. Autrement dit, chaque palier présente une ouverture permettant le passage de l'arbre. Par exemple, un roulement est disposé entre le palier et l'arbre pour assurer le montage à rotation de l'arbre.
Selon une réalisation, un ratio entre une hauteur axiale de la zone frettée du premier palier et une hauteur axiale du corps de stator est compris entre 0.9 et 1 .2 et vaut de préférence 1 . Ainsi, par exemple toute la hauteur axiale du corps de stator est frettée.
Selon une réalisation, une différence de diamètre entre un diamètre externe du corps de stator et un diamètre interne de la paroi cylindrique au niveau de la zone de frettage est comprise entre 0 et 0,7 mm.
Selon une réalisation, le rebord s'étend sur une hauteur axiale inférieure à une hauteur axiale de la paroi cylindrique du premier palier. Par exemple, sur une hauteur inférieure au tiers de la hauteur de ladite paroi cylindrique. Le rebord s'étend, notamment, sur une hauteur axiale de l'ordre de 3 mm.
Selon une réalisation, le rebord s'étend de manière discontinue le long de la périphérie du flasque. Par exemple, le deuxième palier comporte plusieurs rebords formant plusieurs zones de jonction avec le premier palier et la machine comporte plusieurs ouvertures disposées entre deux zones de jonction successives. Cela permet la création d'ouvertures entre les paliers ce qui permet d'améliorer le refroidissement de la machine.
Selon une réalisation, la paroi cylindrique comporte au moins une échancrure ménagée, de manière ouverte axialement, dans une extrémité libre de ladite paroi opposée axialement au flasque, ladite échancrure étant positionnée en regard d'une ouverture. Cela permet d'agrandir l'ouverture entre les paliers et donc d'améliorer le refroidissement. Par exemple, la paroi cylindrique comporte plusieurs échancrures, chacune étant positionnée en regard d'une ouverture.
Selon une réalisation, un des paliers peut comporter des picots s'étendant en saillie axiale vers l'autre palier pour obstruer au moins en partie l'ouverture. L'utilisation de picot permet de limiter l'entrée d'un corps étranger dans la machine sans diminuer la taille de l'ouverture. Ainsi, le refroidissement de la machine est augmenté tout en garantissant une bonne sécurité de la machine vis-à-vis de l'environnement extérieur. En outre, l'utilisation de picot permet de limiter au maximum la quantité de matière utilisée pour garantir la non insertion de corps étrangers à l'intérieur de la machine électrique.
Selon une réalisation, le deuxième palier comporte une pluralité de picots. Selon une réalisation, le picot s'étend en saillie axiale à partir de la périphérie externe du deuxième palier.
Selon une réalisation, le picot s'étend sur une hauteur inférieure à une hauteur de l'ouverture, les deux hauteurs s'étendant dans une même direction. Il s'agit notamment d'une direction axiale. Selon une réalisation, le picot présente une section de forme arrondie. Par exemple, le picot présente une section de forme convexe ou courbe. On entend par forme arrondie une forme dépourvue d'arête vive. Par exemple, le picot présente une section de forme oblongue. Dans un autre exemple, le picot présente une section de frome ronde.
Selon une réalisation, un axe d'allongement longitudinal de la forme oblongue du picot forme un angle compris entre +10 degrés et +70 degrés par rapport à un rayon du deuxième palier, le sens positif de l'angle par rapport au rayon correspondant au sens de rotation du rotor de la machine électrique tournante. Cet angle est, notamment, compris entre +30 et +60 degrés. Selon une réalisation, le picot présente une extrémité libre chanfreinée.
Toutes ces configurations de picot permettent d'optimiser la forme du picot pour générer moins de turbulences derrière le picot. On limite ainsi le bruit aéraulique et les pertes de charge pour optimiser le débit d'air et améliorer le refroidissement de la machine. Selon une réalisation, le picot s'étend à distance du premier palier. Le picot n'est donc pas en contact avec le premier palier. Cela permet de limiter les contacts entre les paliers et donc de limiter le transfert de chaleur par conduction entre les paliers.
Selon une réalisation, la paroi cylindrique du premier palier et le rebord du deuxième palier comporte, chacun, au moins une portion de centrage et au moins une portion de fixation. La portion de centrage du premier palier coopère avec celle du deuxième palier. La portion de fixation du premier palier coopère avec celle du deuxième palier. Les portions de centrage et de fixation forment au moins une zone de jonction. La zone de jonction entre les paliers permet, de part le contact entre lesdits paliers, une simplification de l'assemblage entre les paliers. Par exemple, des tirants de petite dimension peuvent être utilisés ce qui permet un gain de masse.
Selon une réalisation, la machine comporte plusieurs portions de centrage et plusieurs portions de fixation. Pour chaque palier, chaque portion de centrage est disposée en regard d'au moins une portion de fixation. Cela permet de limiter les surfaces de contact entre le premier palier et le deuxième palier pour ainsi limiter les échanges thermiques entre les pièces.
Selon une réalisation, l'ajustement entre la portion de centrage du premier palier et la portion de centrage du deuxième palier est défini, selon le système ISO d'ajustements, de manière à ce qu'un diamètre interne de la portion de centrage du premier palier est égal à H7 et à ce qu'un diamètre externe de la portion de centrage du deuxième palier est compris entre g6 et h6.
Selon une réalisation, la portion de centrage du deuxième palier est formée par un muret s'étendant en saillie axiale et en ce que la portion de centrage du premier palier est formée par une extrémité libre de la paroi cylindrique, lesdites portions de centrage étant en contact radial l'une avec l'autre pour assurer le centrage du deuxième palier avec le premier palier.
Selon une réalisation, chaque palier comporte une portion de fixation munie d'une ouverture pour le passage d'un organe de fixation.
Selon une réalisation, chaque portion de fixation s'étend en saillie radiale à partir du palier correspondant.
Selon une réalisation, la machine comporte au moins deux parties de fixation destinées à maintenir ladite machine dans le véhicule automobile, lesdites parties de fixation s'étendant en saillie à partir de la portion cylindrique du premier palier de part et d'autre de la zone de frettage. Du fait que les parties de fixation sont disposées sur un même palier, les tolérances d'assemblage de la machine sur le véhicule peuvent être réduites. Cela permet donc d'améliorer la fixation de la machine sur le véhicule. Selon une réalisation, la machine comporte, en outre, un module électronique qui est porté par le deuxième palier. En d'autres termes, le module électronique est positionné sur le palier qui n'est pas en contact avec le corps de stator.
Selon une réalisation, la machine comporte, en outre, un joint d'isolation thermique interposé entre le premier palier et le deuxième palier dans la zone de jonction. Le fait de mettre un joint entre les paliers permet de ne pas transférer la chaleur du stator du palier en contact vers l'autre palier et ainsi de limiter l'impact thermique négatif du stator sur les autres parties de la machine. Cela permet ainsi d'améliorer le refroidissement de la machine électrique tournante. De plus, l'interposition d'un joint entre les deux paliers permet de limiter les contraintes de matage entre les paliers et également de réduire le bruit magnétique de la machine du fait du découplage entre les deux paliers tout en garantissant un faible coût de production de la machine.
Selon une réalisation, le joint d'isolation thermique peut être interposé entre les deux paliers au niveau de leur zone de jonction. Selon une réalisation, le joint d'isolation thermique présente une forme annulaire. Par exemple, une forme annulaire plane.
Selon une réalisation, le joint d'isolation thermique présente un retour s'étendant en saillie à partir de la portion annulaire. Le retour s'étend notamment à partir de la périphérie externe de la portion annulaire. Par exemple, le joint d'isolation thermique présente une section en forme de L.
Selon une réalisation, la zone de jonction comprend une zone de fixation entre les deux paliers. Par exemple, chaque palier comporte une portion de fixation munie d'une ouverture pour le passage d'un organe de fixation. Toujours par exemple, la portion annulaire s'étend entre les deux portions de fixation et présente une ouverture pour le passage dudit organe de fixation.
Selon une réalisation, la machine comporte, en outre, au moins un canon isolant situé autour d'un organe de fixation s'étendant dans la zone de fixation.
Selon une réalisation, le canon isolant comprend une portion cylindrique et une portion annulaire s'étendant à partir d'une extrémité de la portion cylindrique.
Selon une réalisation, le joint d'isolation thermique est réalisé dans un matériau choisi parmi un des matériaux suivants: plastique, caoutchouc, élastomère. Selon une réalisation, le joint d'isolation thermique présente une épaisseur de l'ordre d'un millimètre.
Selon une réalisation, le bobinage comporte des chignons s'étendant de part et d'autre du corps de stator. Par exemple, un chignon comporte une partie pleine et une base située entre la partie pleine et le corps de stator. La base est formée par une alternance de conducteurs s'étendant entre ladite partie pleine et les encoches dudit corps, et d'ouvertures.
Selon une réalisation, la zone de jonction entre le premier palier et le deuxième palier est disposée radialement en vis-à-vis d'un espace de la machine situé axialement entre une extrémité axiale d'un des chignons et un flasque transversal d'un des paliers. Cela permet d'améliorer le refroidissement de la machine en permettant un positionnement d'ouverture de refroidissement en face des chignons du bobinage et notamment en regard de la base des chignons. Selon une réalisation, le rotor comporte au moins un ventilateur, notamment centrifuge, fixé à une extrémité axiale d'un corps dudit rotor. Par exemple, le rotor comporte deux ventilateurs centrifuges fixés sur les extrémités axiales du corps respectivement.
La machine électrique tournante peut, avantageusement, former un alternateur, un alterno-démarreur ou une machine réversible.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
La figure 1 est une vue en perspective d'une machine électrique tournante selon un exemple de réalisation de la présente invention.
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la machine électrique tournante selon l'exemple de la figure 1 .
La figure 3 est une vue en perspective du palier avant de la machine électrique tournante selon l'exemple de la figure 1 . La figure 4 est une vue en perspective du palier arrière de la machine électrique tournante selon l'exemple de la figure 1 .
La figure 5 est une vue schématique de la machine électrique tournante selon l'exemple de la figure 1 . La figure 6 est une vue en coupe partielle illustrant un exemple de configuration d'un joint d'isolation thermique pouvant être implanté dans une zone de jonction entre les paliers de la machine électrique tournante.
La figure 7 est une vue de dessus illustrant une orientation des picots de la machine électrique tournante selon l'exemple de la figure 1 . Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. Par ailleurs, un élément avant est situé du côté de l'extrémité libre de l'arbre destinée à porter la poulie, tandis qu'un élément arrière est situé du côté opposé, c'est-à-dire du côté du module électronique de commande. On a représenté, sur les figures 1 et 2 une machine électrique tournante 10 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule automobile. Cette machine 10 transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique et peut être réversible. Une telle machine 10 réversible permet de transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule.
Cette machine 10 comporte un carter 1 1 à l'intérieur de celui-ci, un rotor à griffes 12 monté sur un arbre 13 s'étendant suivant un axe X correspondant à l'axe de rotation de la machine électrique et un stator 16 qui entoure le rotor 12 avec présence d'un entrefer entre la périphérie externe du rotor 12 et la périphérie interne du stator 16. Une poulie est destinée à être fixée sur l'extrémité libre de l'arbre 13. Cette poulie appartient à un dispositif de transmission de mouvement à courroie entre la machine 10 et le moteur thermique du véhicule automobile.
Dans la suite de la description, les dénominations axiales, radiales, extérieures et intérieures se réfèrent à l'axe X traversant en son centre l'arbre 13. La direction axiale correspond à l'axe X alors que les orientations radiales correspondent à des plans concourants, et notamment perpendiculaires, à l'axe X. Pour les directions radiales, les dénominations extérieure ou intérieure s'apprécient par rapport au même axe X, la dénomination intérieure correspondant à un élément orienté vers l'axe, ou plus proche de l'axe par rapport à un second élément, la dénomination extérieure désignant un éloignement de l'axe.
Par exemple, comme on peut le voir sur la figure 2, le rotor 12 comporte deux roues polaires 17 présentant chacune un plateau 18 d'orientation transversale pourvu à sa périphérie externe de griffes 19 par exemple de forme trapézoïdale et d'orientation axiale. Les griffes 19 d'une roue 17 sont dirigées axialement vers le plateau 18 de l'autre roue 17. Chaque griffe 19 d'une roue polaire 17 pénètre dans l'espace existant entre deux griffes 19 voisines de l'autre roue polaire 17, de sorte que les griffes 19 des roues polaires 17 sont imbriquées les unes par rapport aux autres. Un noyau cylindrique 22 est intercalé axialement entre les plateaux 18 des roues 17. En l'occurrence, le noyau 22 consiste en deux demi-noyaux appartenant chacun à l'un des plateaux 18. Ce noyau 22 porte à sa périphérie externe une bobine d'excitation 23.
Le stator 16 comporte un corps 25 ainsi qu'un bobinage électrique 26. Par exemple, le corps 25 est constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est pourvue de dents délimitant deux à deux des encoches ouvertes vers l'intérieur du corps de stator 25.
Le bobinage 26 pourra être réalisé à partir d'une pluralité de conducteurs insérés dans les encoches du corps de stator 25 et formant des chignons 27 faisant saillie de part et d'autre du corps 25. Les chignons 27 comportent, chacun, une partie pleine et une base s'étendant entre la partie pleine et le corps de stator 25. Chaque base comporte des ouvertures 30 s'étendant entre des conducteurs du bobinage 26 sortant ou rentrant dans des encoches du corps, tel que montré en figure 1 . Les conducteurs pourront être constitués par exemple par des fils continus recouverts d'émail ou par des éléments conducteurs en forme d'épingles reliées entre elles par soudage.
Les sorties de phase du bobinage 26, connectées en étoile ou en triangle, sont reliées à un module électronique de commande 32 comportant des éléments redresseurs, tels que des diodes ou des transistors du type MOSFET, notamment lorsqu'il s'agit d'un alterno-démarreur comme décrit par exemple dans le document FR2745445. La machine 10 comporte également un porte-balais muni de balais destinés à venir frotter contre des bagues 33 d'un collecteur 36 reliées par des liaisons filaires au bobinage d'excitation 23 du rotor 12.
Par ailleurs, le carter 1 1 comporte un palier avant 37 et arrière 38 assemblés l'un avec l'autre. Ces paliers 37, 38 pourront par exemple être réalisés dans un matériau à base d'aluminium. Comme on peut le voir sur la figure 3, le palier avant 37 globalement en forme de cuvette comporte un flasque 371 s'étendant transversalement par rapport à l'axe X, c'est-à-dire suivant une direction sensiblement perpendiculaire par rapport à l'axe X. Ce flasque 371 est muni centralement d'un logement 40 recevant un roulement 41 pour le montage à rotation de l'arbre de rotor 13. Le palier avant 37 comporte en outre une paroi cylindrique 372 s'étendant axialement depuis la périphérie externe du flasque 371 et formant une jupe cylindrique. La paroi cylindrique 372 est monobloc avec le flasque 371 , c'est-à-dire issue de matière.
Le palier avant 37 est fermé axialement par le palier arrière 38 comprenant un flasque 48 transversal qui comporte un logement 44 recevant un roulement 45 pour le montage à rotation de l'extrémité arrière de l'arbre de rotor 13. Le palier arrière 38 porte le module électronique de commande 32 notamment sur sa face arrière. Le flasque 48 peut comporter, à cet effet, des colonnettes de fixation, non représentée, s'étendant en saillie à partir du flasque 48 pour le passage de vis de fixation du module 32. En outre, des ouvertures axiales 49 peuvent être prévues dans le flasque 48 pour autoriser le passage des sorties de phase du bobinage 26 destinées à être reliées électriquement au module de commande 32.
Comme illustré sur la figure 4, le flasque 48 du palier arrière 38 peut être prolongé par un rebord 63 s'étendant axialement sur une hauteur largement inférieure à la hauteur de la paroi cylindrique 372. En particulier, le rebord 63 s'étend sur une hauteur axiale inférieure au tiers de la hauteur axiale de la paroi cylindrique du premier palier. Le palier arrière 38 comporte notamment plusieurs rebords 63 s'étendant chacun en saillie à partir d'une portion de la périphérie du flasque 48. Les rebords 63 sont donc distincts les uns des autres est répartis angulairement sur la circonférence du flasque 48. La répartition peut être faite de manière irrégulière, c'est-à-dire que les rebords 63 peuvent être positionnés à différentes distances les uns des autres sur la circonférence du flasque 48. Dans une variante, la répartition peut être faite de manière régulière, c'est-à-dire que les rebords 63 peuvent être positionnés à égale distance les uns des autres sur la circonférence du flasque 48. En outre, les rebords 63 peuvent présenter des longueurs circonférentielles différentes.
Les rebords 63 sont séparés circonférentiellement les uns des autres par des ouvertures 60, visibles sur la figure 1 , formées entre le palier avant 37 et le palier arrière 38 et en particulier entre la paroi cylindrique 372 et le flasque 48. La paroi cylindrique 372 peut présenter une échancrure 59 réalisée au niveau de l'ouverture 60 permettant d'agrandir ladite ouverture 60. Ainsi, l'extrémité libre de la paroi cylindrique comprend une alternance de zones de contact avec les rebords 63 et d'échancrures 59. Plus précisément, chaque échancrure 59 est ouverte axialement en direction du palier arrière 38. Par exemple, le palier arrière 38 comporte une pluralité de picots 61 s'étendant en saillie axiale depuis une face avant du flasque 48 tournée vers le palier avant 37.
Les picots 61 sont notamment situés en périphérie externe du palier arrière 38. Dans cet exemple, les picots 61 s'étendent en saillie à partir du flasque 64 et sont disposés entre deux rebords 63. Ces picots 61 obturent au moins en partie l'ouverture 60 située entre les deux paliers. Plus précisément, ces picots obturent au moins en partie l'échancrure 59 ménagée dans le palier avant 37. Dans une variante de réalisation non représentée, les picots 61 peuvent s'étendre à partir du palier avant vers le palier arrière.
Par exemple, les picots 61 peuvent s'étendre suivant une même circonférence et être espacés régulièrement suivant cette circonférence. Dans une variante de réalisation, les picots 61 peuvent s'étendre suivant différentes circonférences et/ou être espacé de manière irrégulière. Par exemple, les picots 61 peuvent s'étendre en quinconce. Les picot 61 s'étendent dans l'ouverture 60 et ne sont pas en contact avec le palier vers lequel ils s'étendent. Ainsi, si le picot s'étend à partir du palier arrière, il est disposé à distance du palier avant. Ainsi, le picot s'étend sur une hauteur axiale inférieure à la hauteur axiale de l'ouverture 60. Dans un exemple de réalisation, les picots 61 présentent une section de forme arrondie avantageusement de forme oblongue ou circulaire. En variante, les picots 61 peuvent présenter une section rectangulaire ou trapézoïdale ou conique.
Comme cela est illustré sur la figure 7, un axe X1 d'allongement longitudinal de la forme oblongue des picots 61 forme un angle A par rapport à un rayon 62 du palier arrière 38 compris entre un angle minimum Amin de -15 degrés et un angle maximum Amax de +70 degrés. Le sens positif de l'angle correspond au sens de rotation R du rotor 12 de la machine électrique 10. L'angle A est de préférence compris entre +10 et +70 degrés et en particulier compris entre +30 et +60 degrés.
Par exemple, les picots présentent chacun une extrémité libre chanfreinée, ainsi seulement l'extrémité libre du picot présente une forme sensiblement conique et la partie du picot s'étendant entre l'extrémité libre et le flasque 64 présente une forme sensiblement cylindrique. Dans tous les cas, les picots 61 s'étendent à distance du palier avant 37 pour éviter la conduction de chaleur du palier avant 37 vers le palier arrière 38. Ainsi, les picots 61 présentent une hauteur axiale L3 inférieure à une hauteur axiale de l'ouverture 60.
Dans une variante de réalisation non représentée, le palier avant 37 et le palier arrière 38 comporte, chacun, des picots 61 ', 61 . Les picots 61 ' du palier avant sont issus d'un bord de l'échancrure 59. Suivant cette configuration en quinconce, les picots 61 du palier arrière 38 pénètrent dans les espaces entre deux picots adjacents 61 ' du palier avant 37 et les picots 61 ' du palier avant 37 pénètrent dans les espaces entre deux picots adjacents 61 du palier arrière 38. Comme cela est illustré sur les figures 1 et 2, la paroi cylindrique 372 du palier avant 37 comporte une zone de frettage Z1 avec le corps de stator 25. A cet effet, le palier avant 37 est chauffé à haute température jusqu'à la dilatation du matériau, puis refroidi de telle façon que la périphérie externe du corps de stator 25 soit maintenue fixe contre la périphérie interne du palier avant 37. La périphérie externe du corps de stator 25 étant en contact intime avec la périphérie interne du palier avant 37 du fait de l'opération de frettage, cela permet de faciliter l'évacuation par conduction de la chaleur générée par le stator 16 via le palier fretté. Comme on peut le voir sur les figures 2 et 5, un ratio entre une hauteur L1 de la zone de frettage Z1 du palier avant 37 et une hauteur L2 du corps de stator 25 est compris entre 0.9 et 1 .2 et vaut de préférence 1 . Les hauteurs L1 et L2 sont mesurées suivant une direction axiale par rapport à l'axe X. Comme le montre ce ratio, la zone de frettage Z1 peut s'étendre légèrement au-delà du corps de stator 25 de part et d'autre dudit corps de stator 25.
En outre comme illustré par la figure 5, la différence entre un diamètre externe D2 du corps de stator 25 et un diamètre interne D1 de la paroi cylindrique 372 au niveau de la zone de frettage Z1 est comprise entre 0 et 0,7 mm. Ainsi, dans une certaine configuration, la paroi cylindrique 372 peut être enfoncée dans le corps de stator 25 au niveau de la zone de frettage Z1 . Cet ajustement permet un montage serré du stator 16 dans le palier avant 37, il n'y a alors pas besoin de moyen supplémentaire de maintien du stator. Cela permet aussi un meilleur refroidissement par conduction du stator.
Les rebords 63 forment des zones de jonction 64 avec le palier avant 37 car chaque rebord 63 est en contact avec la paroi cylindrique 372. Les zones de jonction 64 comportent uniquement des portions de fixation du premier palier avec le deuxième palier et/ou des portions de centrage entre lesdits paliers. Ainsi, chaque zone de contact de la paroi cylindrique 372 comporte au moins une portion de fixation 71 et/ou au moins une portion de centrage 62. De même, chaque rebord 63 comporte au moins une portion de fixation 74 et/ou au moins une portion de centrage 78. Lesdites portions de fixation 71 , 74 coopèrent, respectivement, les unes avec les autres pour fixer les deux paliers ensemble. Lesdites portions de centrage 62, 78 coopèrent, respectivement, les unes avec les autres pour centrer les deux paliers ensemble.
Dans cet exemple de réalisation, chaque zone de jonction 64 comporte à la fois une portion de centrage 62, 78 de chaque palier et une portion de fixation 71 , 74 de chaque palier. Ainsi, une portion de centrage d'un des paliers est disposée en regard d'une portion de fixation dudit palier. Sur l'exemple de la figure 4, le palier arrière 38 comporte trois rebords 63, les deux premiers rebords comporte chacun une portion de fixation et une portion de centrage et le dernier rebord comporte une portion de centrage et deux portions de fixation.
Par exemple, chaque portion de fixation 71 , 74 s'étend en saillie radiale à partir d'une partie du palier associé dans une direction extérieure c'est-à-dire opposée à l'axe X. En l'occurrence, chaque portion de fixation 71 est issue de la paroi cylindrique 372 du palier avant 37 et chaque portion de fixation 74 est issue du flasque 48 du palier arrière 38 et participe à la formation d'un rebord 63. Les portions de fixation 71 sont situées à la périphérie externe de la paroi cylindrique 372 au niveau de son extrémité libre opposée au flasque 371 . En outre, chaque portion de fixation 71 est munie d'une ouverture 72 positionnée en coïncidence avec une ouverture 73 ménagée dans une portion de fixation 74 pour le passage d'un organe de fixation 75, tel qu'une vis ou un tirant.
Comme représenté schématiquement sur la figure 5, un ajustement entre la portion de centrage 62 du premier palier 37 et la portion de centrage 78 du deuxième palier 38 est défini, selon le système ISO d'ajustements de dessinateurs industriels, de manière à ce qu'un diamètre interne D3 de la portion de centrage 62 est égal à H7 et à ce qu'un diamètre externe D4 de la portion de centrage 78 est compris entre g6 et h6. La caractéristique g6 combinée avec la caractéristique H7 correspond à un centrage glissant c'est- à-dire qu'un faible jeu peut exister entre les deux portions de centrage 62, 78 des deux paliers. La caractéristique h6 combinée avec la caractéristique H7 correspond à un centrage ajusté ou serré c'est-à-dire qu'il n'y a pas de jeu entre les deux portions de centrage 62, 78 des deux paliers. Ces caractéristiques H7, g6 et h6 se traduisent par des valeurs limites de tolérances acceptables lors de la fabrication des paliers. Pour une température de référence de 20°C lorsque le diamètre interne D3 est compris entre 120 mm et 180 mm, H7 correspond à des valeurs de tolérance comprises entre 0 et +40 μιτι, g6 correspond à des valeurs de tolérance comprises entre -14 μιτι et -39 μιτι et h6 correspond à des valeurs de tolérance comprises entre 0 et -25 μιτι. Ainsi par exemple, lorsque le diamètre interne D3 est compris entre 139 mm et 139,4 mm, le diamètre externe D4 est compris entre 139°mm et 138,61 mm. De manière générale, le diamètre externe D4 est compris entre 120 mm et 180 mm.
Par exemple, la portion de centrage 78 du palier arrière est formée par un muret 78 issu du flasque 48. Le muret est en appui contre une périphérie interne de la paroi cylindrique 372 qui forme la portion de centrage 62 du palier avant 37. A sa base, le muret est délimité axialement par une face d'extrémité d'une portion de la portion de fixation 74 du palier arrière formant butée axiale. La hauteur de centrage correspondant à la hauteur du muret est courte. Elle est de préférence inférieure à 3mm. En variante, la structure pourra être inversée, c'est-à-dire que le muret peut appartenir au palier avant 37 et venir en appui contre une périphérie interne du flasque 48. Comme cela est illustré sur la figure 6, les surfaces de contact entre les deux paliers 37, 38 peuvent être limitées en aménageant les ouvertures 60 et en isolant thermiquement les deux paliers 37, 38 entre eux au niveau des zone de jonction 64. Par exemple, un joint d'isolation thermique 65 peut être interposé entre le palier avant 37 et le palier arrière 38 dans au moins une zone de jonction 64.
Dans l'exemple représenté ici, le joint 65 présente une forme annulaire plane s'étendant dans un plan radial, soit une forme de rondelle. Le joint d'isolation thermique 65 est positionné axialement entre les deux faces d'extrémité des portions de fixation 71 , 74. La forme annulaire délimite une ouverture disposée en vis-à-vis des ouvertures respectives des portions de fixation 71 , 74 pour permettre le passage de l'organe de fixation 75. La machine 10 peut comporter plusieurs joints 65 disposés chacun entre deux portions de fixation en vis-à-vis. Chaque joint est alors indépendant des autres joint. Dans une variante de réalisation, les joints 65 peuvent être reliés les uns avec les autres via des portions de liaison (non représentées).
Dans un autre mode de réalisation non représenté, le joint d'isolation thermique peut être disposé entre les portions de fixation 71 , 74 et les portions de centrage 62, 78 associé des deux paliers 37, 38. Par exemple, le joint d'isolation thermique 65 comporte une portion annulaire s'étendant dans un plan radial et un retour d'orientation axiale s'étendant depuis la périphérie externe de la portion annulaire. La portion annulaire est alors disposée entre deux portions de fixation et le retour est disposé entre deux portions de centrage. En outre, un canon isolant thermique, non représenté, peut être situé autour de l'organe de fixation 75 pénétrant dans les portions de fixation 71 , 74. On évite ainsi la transmission de chaleur, par l'intermédiaire dudit organe 75, du palier avant 37 vers le palier arrière 38.
Les joints d'isolation thermique 65 et le canon isolant pourront par exemple être réalisés dans un matériau choisi parmi un des matériaux suivants: plastique, caoutchouc, ou élastomère. Par exemple, le joint 65 et/ou le canon isolant présente une épaisseur de l'ordre d'un millimètre.
En variante, comme cela est illustré sur la figure 3 par des pointillés, les portions de centrage peuvent consister en des protubérances creuses 84 issues du palier avant 37, destinées à s'insérer dans les ouvertures 73 correspondantes de la portion de fixation du palier arrière 38. Ces protubérances creuses 84 s'étendent autour des ouvertures de fixation 72 pour le passage des organes de fixation 75. En variante, les protubérances creuses 84 appartiennent au palier arrière 38 et viennent s'engager dans les ouvertures 72 du palier avant 37. Il est alors possible de supprimer les murets 78, les protubérances formant des moyens de centrage.
Dans l'exemple de la figure 2, des ventilateurs 52 sont implantés sur les extrémités axiales du rotor 12 pour générer un courant d'air à l'intérieur de la machine passant par les ouïes ménagées dans le palier avant 37 et dans le palier arrière 38. Par exemple, des ouïes axiales 50, 54 sont ménagées dans les flasques des paliers et des ouïes radiales 551 , 552 sont ménagées dans la paroi cylindrique 372 du palier avant 37. Par exemple, les ventilateurs sont des ventilateurs centrifuges, les ouïes axiales sont des ouvertures d'entrée d'air et les ouïes radiales sont des ouvertures de sortie d'air.
En l'occurrence, le palier avant 37 comporte des ouïes axiales 54 réalisées dans le flasque 371 par exemple autour du logement de roulement 40. Le palier avant 37 comporte également une première série S1 d'ouïes 551 et une deuxième série S2 d'ouïes 552 latérales ménagées dans la paroi cylindrique 372 de part et d'autre du corps de stator 25. Les ouïes 551 de la première série S1 présentent une forme allongée circonférentiellement. Les ouïes 552 de la deuxième série S2 présentent une forme allongée axialement par rapport à l'axe X. Les ouïes 552 de la deuxième série S2 sont en l'occurrence plus nombreuses que les ouïes 551 de la première série S1 . La zone de frettage Z1 s'étend axialement entre les ouïes 551 de la première série S1 et les ouïes 552 de la deuxième série S2. Les ouïes 552 de la deuxième série S2 sont espacées angulairement de façon régulière les unes par rapport aux autres, et sont séparées deux à deux par des bras de séparation. En variante, lesdites ouïes 552 peuvent être espacées angulairement de façon irrégulière les unes par rapport aux autres afin d'améliorer l'acoustique de ladite machine 10. Chaque ouïe 551 , 552 de ces séries S1 , S2 est située radialement au moins en partie en regard d'au moins une ouverture 30 de la base d'un chignon 27.
Par ailleurs dans l'exemple de réalisation illustré ici, une ouïe 551 de la première série S1 s'étend axialement entre la zone de frettage Z1 du palier avant 37 et une barre latérale 58 correspondante. Cette barre latérale 58 sépare l'ouïe 551 par rapport à l'échancrure 59 associée ménagée du côté de l'extrémité libre du palier avant 37 opposée au flasque 371 . Afin de ne pas entraver le passage de l'air, la barre latérale 58 est de préférence superposée radialement avec une partie pleine d'un chignon 27. La barre latérale présente une hauteur axiale inférieure à la hauteur axiale de la partie pleine du chignon 27 correspondant. Comme visible sur la figure 3, la machine 10 comporte au moins deux parties de fixation 68 destinées à maintenir ladite machine dans le véhicule automobile. Les parties de fixation 68 s'étendent en saillie radiale à partir de la portion cylindrique 372 du premier palier 37 de part et d'autre de la zone de frettage Z1 . Les deux parties de fixation 68 sont, par exemple, alignée axialement. En l'occurrence, la machine comporte quatre parties de fixation 68 disposées deux à deux comme décrit précédemment et espacées angulairement sur la périphérie de la paroi cylindrique 372. Chaque partie de fixation 68 comporte une ouverture pour le passage d'une vis de fixation. En variante, tout autre moyen de fixation peut être utilisé comme le clipsage.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents. En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Machine électrique tournante pour véhicule automobile, ladite machine (10) comportant :
- un arbre (13) s'étendant suivant un axe (X) ;
- un rotor (12) monté sur l'arbre (13) ;
- un stator (16) entourant le rotor (12) avec présence d'un entrefer, ledit stator comportant un corps (25) doté d'encoches et un bobinage (26) inséré dans les encoches ;
- un premier palier (37) et un deuxième palier (38) entourant un ensemble formé par le rotor et le stator,
caractérisée en ce que :
- le premier palier (37) comporte un flasque (371 ) transversal et une paroi cylindrique (372) d'orientation axiale issue d'une périphérie externe dudit flasque (371 ) ;
- le deuxième palier (38) comporte un flasque (48) transversal fermant le premier palier (37) et au moins un rebord (63) s'étendant en saillie à partir du flasque (48) et formant une zone de jonction (64) avec le premier palier, et
- le corps de stator (25) comporte une zone de frettage (Z1 ) avec la paroi cylindrique (371 ).
2. Machine électrique tournante selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'un ratio entre une hauteur axiale de la zone frettée du premier palier et une hauteur axiale du corps de stator est compris entre 0.9 et 1 .2 et vaut de préférence 1 .
3. Machine électrique tournante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une différence de diamètre entre un diamètre externe (D2) du corps de stator (27) et un diamètre interne (D1 ) de la paroi cylindrique (372) au niveau de la zone de frettage (Z1 ) est comprise entre 0 et 0,7 mm.
4. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le deuxième palier (38) comporte plusieurs rebords (63) formant plusieurs zones de jonction (64) avec le premier palier et en ce que la machine (10) comporte plusieurs ouvertures (60) disposées entre deux zones de jonction (64) successives.
5. Machine électrique tournante selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'un des paliers (37, 38) comporte des picots (61 , 61 ') s'étendant en saillie axiale vers l'autre palier pour obstruer au moins en partie l'ouverture (60).
6. Machine électrique tournante selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la paroi cylindrique (372) comporte au moins une échancrure (59) ménagée, de manière ouverte axialement, dans une extrémité libre de ladite paroi opposée axialement au flasque (371 ), ladite échancrure étant positionnée en regard d'une ouverture (60).
7. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la paroi cylindrique (372) du premier palier (37) et le rebord (63) du deuxième palier (38) comporte, chacun, au moins une portion de centrage (62, 78) et au moins une portion de fixation (71 , 74) et en ce que la portion de centrage du premier palier coopère avec celle du deuxième palier et la portion de fixation du premier palier coopère avec celle du deuxième palier, lesdites portions de centrage et de fixation formant au moins une zone de jonction (64).
8. Machine électrique tournante selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs portions de centrage (62, 78) et plusieurs portions de fixation (71 , 74) et en ce que, pour chaque palier, chaque portion de centrage (62, 78) est disposée en regard d'au moins une portion de fixation (71 , 74).
9. Machine électrique tournante selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que l'ajustement entre la portion de centrage (62) du premier palier (37) et la portion de centrage (78) du deuxième palier (38) est défini, selon le système ISO d'ajustements, de manière à ce qu'un diamètre interne (D3) de la portion de centrage (62) du premier palier (37) est égal à H7 et à ce qu'un diamètre externe (D4) de la portion de centrage (78) du deuxième palier (38) est compris entre g6 et h6.
10. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que la portion de centrage (78) du deuxième palier (38) est formée par un muret s'étendant en saillie axiale et en ce que la portion de centrage (62) du premier palier (37) est formée par une extrémité libre de la paroi cylindrique (372), lesdites portions de centrage étant en contact radial l'une avec l'autre pour assurer le centrage du deuxième palier (38) avec le premier palier (37).
1 1 . Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la machine (10) comporte au moins deux parties de fixation (68) destinées à maintenir ladite machine dans le véhicule automobile, lesdites parties de fixation s'étendant en saillie à partir de la portion cylindrique (372) du premier palier (37) de part et d'autre de la zone de frettage (Z1 ).
12. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce que la machine (10) comporte, en outre, un module électronique (32) qui est porté par le deuxième palier (38).
13. Machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la machine (10) comporte, en outre, un joint d'isolation thermique (65) interposé entre le premier palier (37) et le deuxième palier (38) dans la zone de jonction (64).
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