FR2808628A1 - Rotating electrical machine fitted with frame with a privileged torsion axis, uses case with torsional axis passing through diagonally opposite front and rear mountings - Google Patents
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Abstract
Description
<B>"Machine électrique tournante équipée d'un boîtier</B> à<B>axe de</B> <B>torsion privilégié"</B> L'invention concerne une machine électrique tournante. L'invention concerne plus particulièrement une machine électrique tournante, telle 'un alternateur de véhicule automobile, comportant un boîtier de forme sensiblement cylindrique qui est fixé sur un support par au moins une patte avant de fixation et par au moins une patte arrière de fixation, chaque patte de fixation étant solidaire de la paroi axiale externe du boîtier, du type dans laquelle la patte avant de fixation, ou patte d'extrémité avant, et la patte arrière de fixation, ou patte d'extrémité arrière, les plus éloignées l'une de l'autre sont traversées par axe géométrique, ou axe de torsion. <B> "Rotating electrical machine with housing <B> axis of </ b> <B> preferred torsion" </ B> The invention relates to a rotating electrical machine. The invention more particularly relates to a rotating electrical machine, such as a motor vehicle alternator, comprising a substantially cylindrical housing which is fixed on a support by at least one front fixing lug and by at least one rear fixing lug, each fixing lug being secured to the outer axial wall of the housing, of the type in which the front fixing lug, or front end lug, and the rear fixing lug, or rear end lug, the farthest one of the other are crossed by geometric axis, or axis of torsion.
II y a plusieurs années, le bruit global d'une voiture couvrait celui de l'alternateur. Or, ce n'est plus le cas aujourd'hui et l'alternateur, machine électrique tournante, constitue une source de bruit audible. Several years ago, the overall noise of a car covered that of the alternator. This is no longer the case today and the alternator, a rotating electrical machine, is a source of audible noise.
Par ailleurs, les exigences réglementaires en matière de bruit sont à la fois plus présentes et plus pressantes. In addition, regulatory requirements for noise are both more present and more pressing.
La réduction des émissions sonores occasionnées par un véhicule est donc un objectif à prendre en compte dès la conception du véhicule, et conséquent dès la conception de ses équipements, et notamment de son alternateur. The reduction of noise emissions caused by a vehicle is therefore an objective to be taken into account from the design of the vehicle, and therefore from the design of its equipment, including its alternator.
De plus, les alternateurs doivent fournir une puissance de plus en plus importante afin de subvenir aux besoins électriques des nouveaux appareils électriques du véhicule qui étaient jusque là entraînés mécaniquement : la pompe à eau, la pompe à air, la pompe de direction assistée, la pompe de climatisation, etc. In addition, the generators must provide more and more power to meet the electrical needs of the new electrical equipment of the vehicle that were previously mechanically driven: the water pump, the air pump, the power steering pump, the air conditioning pump, etc.
Enfin, le niveau sonore du véhicule devient un critère de choix d'un véhicule à l'achat. Finally, the sound level of the vehicle becomes a criterion for choosing a vehicle for purchase.
On constate aussi que l'écran acoustique de l'habitacle d'un véhicule est généralement conçu pour atténuer les bruits provenant du moteur du véhicule et qu'il n'attenue pas les bruits provenant de l'alternateur, qui ont une frequence plus élevée. It is also noted that the acoustic screen of the passenger compartment of a vehicle is generally designed to attenuate the noise coming from the engine of the vehicle and that it does not take the noises coming from the alternator, which have a higher frequency. .
Pour une plage de vitesse de l'alternateur située enriron entre 1000 et 6000 tours par minute, le bruit émis par l'alternateur est qualifié de bruit magnétique et le niveau global du son est essentiellement constitué par un harmonique principal. For an alternator speed range between 1000 and 6000 revolutions per minute, the noise emitted by the alternator is qualified as magnetic noise and the overall sound level essentially consists of a main harmonic.
cherche donc prioritairement à réduire le bruit associe a cet harmonique. is therefore primarily seeking to reduce the noise associated with this harmonic.
Pour réduire ce bruit de l'alternateur, il est connu de fixer l'alternateur rigidement à son support par une patte avant de fixation et une patte arrière de fixation, le troisième appui constitué par la patte avant de fixation étant soit supprimé, soit réalisé par découplage grâce à l'interposition entre cette patte et le support d'un patin amortisseur en caoutchouc. To reduce this noise of the alternator, it is known to fix the alternator rigidly to its support by a front fixing lug and a rear fixing lug, the third support constituted by the front fixing lug being either removed or realized by decoupling through the interposition between this tab and the support of a rubber damper pad.
Toutefois, ces deux techniques impliquent chacune une dégradation de la tenue mécanique de la fixation de l'alternateur. However, these two techniques each involve a degradation of the mechanical strength of the attachment of the alternator.
sait que les vibrations d'un corps peuvent être produites suivant différents modes. knows that the vibrations of a body can be produced according to different modes.
Généralement un alternateur en fonctionnement à bas régime vibre suivant un mode dit de corps rigide, c'est à dire qu'il se déplace légèrement, notamment par déformation des éléments de fixation de l'alternateur sur son support, selon un ou plusieurs axes de translation autour d'une position de repos. Generally an alternator operating at low speeds vibrates in a so-called rigid body mode, that is to say that it moves slightly, in particular by deformation of the fastening elements of the alternator on its support, along one or more axes of translation around a rest position.
Les déplacements du boîtier, ou carter, l'alternateur provoquent un rayonnement, déplaçant les molecules d'air qui l'entourent, ce qui produit une onde sonore. The movements of the housing, or housing, the alternator cause radiation, moving the surrounding air molecules, which produces a sound wave.
Un corps peut vibrer suivant un mode dit de torsion, c'est à dire qu'il oscille angulairement autour d'un axe de torsion le traversant. Selon ce mode vibration le corps déplace moins d'air, car il pivote globalement sur lui-même donc sans se déplacer par rapport à sa position repos. A body can vibrate in a so-called torsion mode, that is to say that it oscillates angularly about a torsion axis passing through it. According to this mode vibration the body moves less air, because it pivots globally on itself therefore without moving relative to its rest position.
On constate que mode de vibration produit moins de bruit. Le document FR-A-2.780.573 propose d'exploiter les propriétés du mode de vibration de torsion. It is found that vibration mode produces less noise. Document FR-A-2,780,573 proposes to exploit the properties of the torsional vibration mode.
Ce document propose une machine électrique tournante telle qu'un alternateur de véhicule automobile dans laquelle le troisième appui est une patte de fixation comprenant une surface d'appui sur le support dont l'aire est inférieure à l'aire de la surface d'appui des deux autres pattes de fixation, de manière à favoriser l'oscillation angulaire du boîtier autour d'un axe de torsion. This document proposes a rotating electrical machine such as a motor vehicle alternator in which the third support is a fixing lug comprising a bearing surface on the support whose area is smaller than the area of the bearing surface. the other two fixing lugs, so as to promote the angular oscillation of the housing around a torsion axis.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités en proposant un nouveau perfectionnement d'une machine électrique tournante qui permette de favoriser l'oscillation angulaire du boîtier autour d'un axe de torsion et qui puisse éventuellement se combiner aux caractéristiques de la machine électrique tournante décrite dans le document de brevet cité ci-dessus, vue de réduire encore le niveau sonore de la machine. The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks by proposing a new improvement of a rotating electrical machine that allows to promote the angular oscillation of the housing around a torsion axis and which can possibly combine with the characteristics of the rotating electrical machine described in the patent document cited above, to further reduce the sound level of the machine.
Dans ce but l'invention propose une machine électrique du type décrit précédemment, caractérisée en ce que le boîtier a une rigidité plus importante le long de l'axe de torsion de manière que les vibrations résultant du fonctionnement de la machine provoquent l'oscillation angulaire du boîtier globalement autour de l'axe de torsion, en vue de diminuer l'intensité sonore produite la machine. For this purpose the invention proposes an electric machine of the type described above, characterized in that the housing has a greater rigidity along the torsion axis so that the vibrations resulting from the operation of the machine cause angular oscillation. of the housing generally around the torsion axis, in order to reduce the sound intensity produced the machine.
Selon d'autres caracteristiques de l'invention - la liaison des pattes d'extrémité avec le boîtier est rigidifiée, par exemple ajout de matière ; - on ajoute de matière sur la paroi axiale externe, ou interne, du boîtier globalement le long de la zone de raccordement entre la paroi axiale et un plan torsion qui contient l'axe de torsion, et qui est orienté de manière que la distance entre chaque patte de fixation et projection géométrique sur le plan de torsion soit maximale ; - le boîtier est moulé avec ajout de matiere le long de l'axe de torsion par exemple par un procédé de moulage ; - chacune des pattes de fixation qui ne sont pas sur l'axe de torsion comporte une surface d'appui le support d'aire inférieure à l'aire de la surface d'appui d'une patte d'extrémite sur le support, de manière à favoriser l'oscillation angulaire boîtier autour de l'axe de torsion ; - machine est un alternateur, ou alternateur- démarreur de véhicule ; - l'alternateur est du type refroidi par eau. According to other characteristics of the invention - the connection of the end tabs with the housing is stiffened, for example addition of material; material is added to the external axial wall, or internal, of the housing generally along the connection zone between the axial wall and a torsion plane which contains the torsion axis, and which is oriented so that the distance between each bracket and geometric projection on the plane of torsion is maximum; the casing is molded with addition of material along the torsion axis, for example by a molding method; each of the fastening tabs which are not on the torsion axis has a bearing surface the support of area smaller than the area of the bearing surface of an end tab on the support, in order to favor the angular oscillation of the casing around the torsion axis; - machine is an alternator, or alternator-vehicle starter; the alternator is of the water-cooled type.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté qui représente un alternateur de véhicule automobile réalise selon les enseignements de l'état de la technique ; - la figure 2 est une vue de côté en perspective qui représente la patte d'extrémité arrière d'un boîtier d'alternateur réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 3 est une vue similaire à la précédente qui représente la patte d'extrémité avant du boîtier de l'alternateur selon l'invention. Other features and advantages will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the accompanying drawings in which - Figure 1 is a side view which shows a motor vehicle alternator produced according to the teachings of the state of the art; Figure 2 is a perspective side view showing the rear end lug of an alternator housing constructed in accordance with the teachings of the invention; - Figure 3 is a view similar to the previous one which shows the front end leg of the alternator housing according to the invention.
Dans la description qui suit, on utilisera, à titre non limitatif, une orientation avant et arrière respectivement de gauche à droite conformément à la figure 1. In the description which follows, use will be made, without limitation, a front and rear orientation respectively from left to right in accordance with Figure 1.
Des éléments identiques ou similaires seront désignés par des références identiques. On a représente à la figure 1 une machine électrique qui est un alternateur 10 véhicule automobile et qui est réalisée selon les enseignements du document FR-A-2.780.573. Identical or similar elements will be designated by identical references. FIG. 1 shows an electric machine which is an alternator 10 for a motor vehicle and which is produced according to the teachings of document FR-A-2.780.573.
L'alternateur 10 comporte un boîtier 12, ou carter, de forme sensiblement cylindrique d'axe A-A. The alternator 10 comprises a casing 12, or housing, of substantially cylindrical shape of axis A-A.
Le boîtier 10 comporte sur sa paroi axiale externe 13 trois pattes de fixation 14, 16, 18 pour le montage de l'alternateur 10 sur un support (non représenté) solidaire du châssis du véhicule. The housing 10 has on its outer axial wall 13 three fixing lugs 14, 16, 18 for mounting the alternator 10 on a support (not shown) integral with the vehicle chassis.
Le boîtier 10 comporte ici, au voisinage de son extrémité axiale avant 20, deux pattes avant de fixation 14, 16 et, au voisinage de son extremité axiale arrière 22, une patte arrière de fixation 18. The housing 10 here comprises, in the vicinity of its forward axial end 20, two front fixing lugs 14, 16 and, in the vicinity of its rear axial end 22, a rear fixing lug 18.
La patte arrière de fixation 18, ou patte d'extrémité arrière, est agencée " @ au droit d'une patte avant de fixation 14, ou patte de découplage, suivant l'axe A-A du boîtier 12 et est donc plus éloignée de l'autre patte avant de fixation 16, ou patte d'extrémité avant. The rear fixing lug 18, or rear end lug, is arranged "@ to the right of a front fixing lug 14, or decoupling tab, along the axis AA of the housing 12 and is therefore further from the another front fixing lug 16, or front end lug.
Chacune des pattes de fixation 14, 16, 18 comporte un trou de fixation 24 d'axe X-X parallèle à l'axe A-A du boîtier 12. Les pattes de fixation 14, 16, 18 sont prévues pour fixer rigidement l'alternateur 10 au support de manière connue, par exemple au moyen de vis de fixation (non représentées) traversant les trous de fixation 24 et le support. Each of the fastening lugs 14, 16, 18 has an attachment hole 24 of axis XX parallel to the axis AA of the housing 12. The fixing lugs 14, 16, 18 are provided for rigidly fixing the alternator 10 to the support in known manner, for example by means of fixing screws (not shown) passing through the fixing holes 24 and the support.
On a représenté une poulie 26 qui est portée par un tronçon d'extrémité axiale de l'arbre (non représenté) de l'alternateur 10 et qui fait saillie vers l'avant à l'extrémité axiale avant 20 du boîtier 12. There is shown a pulley 26 which is carried by an axial end section of the shaft (not shown) of the alternator 10 and which protrudes forwardly at the forward axial end 20 of the housing 12.
Avantageusement, la patte de découplage 14 comporte une surface d'appui sur le support d'aire inférieure à l'aire de la surface d'appui des pattes d'extrémité 16, 18. Advantageously, the decoupling tab 14 has a bearing surface on the support of area less than the area of the bearing surface of the end tabs 16, 18.
Ainsi, comme diminue légèrement la rigidité de la fixation de l'alternateur 10 sur son support au niveau de la patte de découplage 14, l'alternateur 10 peut vibrer suivant un mode de torsion autour d'un axe géométrique de torsion T-T qui passe les deux pattes d'extrémité 16, 18. Thus, as slightly reduces the rigidity of the attachment of the alternator 10 on its support at the decoupling tab 14, the alternator 10 can vibrate in a twist mode around a geometric axis of torsion TT which passes the two end tabs 16, 18.
patte de découplage 14 réalise un découplage par rapport support par une transmission réduite des vibrations. On décrira maintenant, en référence aux figures 2 et 3, un alternateur 10 qui est réalisé conformément aux enseignements de l'invention et qui est ici réalisé dans le cadre d'un perfectionnement du mode de réalisation connu décrit en référence à la figure 1. decoupling tab 14 performs a decoupling relative support by a reduced transmission of vibrations. An alternator 10 which is produced in accordance with the teachings of the invention and which is produced here as part of an improvement of the known embodiment described with reference to FIG. 1 will now be described with reference to FIGS. 2 and 3.
On a représenté sur les figures 2 et un alternateur 10 du type pincé, c'est à dire que le stator 32 l'alternateur 10 est serre axialement entre un palier avant et un palier arrière du boîtier 12 au moyen de tirants 38. 2 and an alternator 10 of the pinch type, that is to say that the stator 32 the alternator 10 is clamped axially between a front bearing and a rear bearing of the housing 12 by means of tie rods 38.
Bien entendu, l'invention s'applique ' d'autres types d'alternateurs tels que les alternateurs du type à bride ou du type fretté. Of course, the invention applies to other types of alternators such as alternators of the flange type or the hoop type.
Selon l'invention, on augmente la rigidité du boîtier 12 le long de l'axe de torsion T-T, ici par ajout de matière. According to the invention, the rigidity of the housing 12 is increased along the torsion axis T-T, here by adding material.
définit un plan de torsion Pt qui contient l'axe de torsion T et qui est orienté de manière que la distance entre la patte de découplage 14 et sa projection géométrique sur le plan torsion Pt soit maximale. defines a torsion plane Pt which contains the torsion axis T and which is oriented so that the distance between the decoupling lug 14 and its geometric projection on the torsion plane Pt is maximum.
plan de torsion Pt est sensiblement perpendiculaire au plan de la figure 1. torsion plane Pt is substantially perpendicular to the plane of FIG.
zone de raccordement entre la paroi axiale externe 13 et plan de torsion Pt délimite un périmètre de torsion Pmt. Avantageusement, les paliers 34, 36 du boîtier 12 sont moulés de manière qu'ils présentent des renforts de matière sur le périmètre de torsion Pmt. connecting zone between the outer axial wall 13 and torsion plane Pt delimits a torsion perimeter Pmt. Advantageously, the bearings 34, 36 of the housing 12 are molded so that they have reinforcements of material on the torsion perimeter Pmt.
Plus précisément, comme on peut le voir sur la figure 2, le palier arrière 36 comporte une portion arrière 40 de jupe axiale s'étend vers l'avant depuis son bord périphérique avant La portion arrière 40 de jupe axiale s'étend globalement sur une moitié de la circonférence du boîtier 12, depuis la patte d'extrémité arrière 18, dans le sens anti-horaire lorsque l'on regarde l'avant de l'alternateur 10. More specifically, as can be seen in FIG. 2, the rear bearing 36 comprises a rear portion 40 of axial skirt extending forwardly from its peripheral edge before the rear portion 40 of axial skirt extends generally over a half of the circumference of the housing 12, from the rear end lug 18, counter-clockwise when looking at the front of the alternator 10.
note que la liaison de la patte d'extrémite arrière 18 avec boîtier 12 est rigidifiée par des renforts de matière 44. De manière similaire, comme on peut le voir la figure 3, le palier avant 34 comporte une portion avant de jupe axiale s'étend vers l'arrière depuis son bord periphérique arrière portion avant 46 de jupe axiale s'étend globalement sur une moitié de la circonférence du boîtier 12, depuis la patte d'extrémité avant 16, dans le sens horaire. note that the connection of the rear end tab 18 with housing 12 is stiffened by reinforcements of material 44. Similarly, as can be seen in Figure 3, the front bearing 34 has a front portion of axial skirt s' extends backward from its peripheral edge front portion 46 of axial skirt extends generally over one half of the circumference of the housing 12, from the front end lug 16, clockwise.
note que la liaison de la patte d'extrémité avant 16 avec boîtier 12 est aussi rigidifiée par des renforts de matière 44. note that the connection of the front end flap 16 with housing 12 is also stiffened by reinforcements of material 44.
remarque que les deux portions 40, 46 de jupe axiale ne sont en regard l'une de l'autre. note that the two portions 40, 46 of axial skirt are opposite one another.
Grace aux enseignements de l'invention, la rigidification du boîtier 12 le long de l'axe de torsion T-T favorise l'oscillation angulaire du boîtier 12 autour de l'axe de torsion T, donc le mode de torsion. Thanks to the teachings of the invention, the stiffening of the housing 12 along the torsion axis T-T promotes the angular oscillation of the housing 12 around the torsion axis T, thus the torsion mode.
Lors du fonctionnement de l'alternateur 10 selon l'invention, on constate un gain important dans la diminution du niveau sonore. During operation of the alternator 10 according to the invention, there is a significant gain in the reduction of the noise level.
Selon des variantes (non représentées) de realisation de l'invention, on peut rigidifier le boîtier 12 par d'autres moyens connus. According to variants (not shown) of embodiment of the invention, the housing 12 can be stiffened by other known means.
Au lieu d'augmenter la rigidité du boîtier 12 le long de l'axe de torsion T-T, c'est à dire sur le périmètre de torsion Pmt, on peut aussi diminuer la rigidité du boîtier 12 à l'extérieur du périmètre de torsion Pmt, par exemple en l'allégeant sur les parties extérieures au périmètre de torsion Pmt. La rigidification peut aussi être réalisée sur les faces internes des paliers. Instead of increasing the rigidity of the housing 12 along the torsion axis TT, ie on the torsion perimeter Pmt, it is also possible to reduce the rigidity of the housing 12 outside the torsion perimeter Pmt for example by lightening it on the outer parts of the torsion perimeter Pmt. The stiffening can also be performed on the inner faces of the bearings.
Bien entendu, l'enseignement de cette invention peut être appliqué aux alternateurs refroidis par eau tels que décrits dans le document FR-A-2.768.272. Of course, the teaching of this invention can be applied to the alternators cooled by water as described in the document FR-A-2.768.272.
Dans les alternateurs du type refroidi par eau, l'augmentation de la rigidité, par exemple par ajout de matière, est réalisée au niveau de la poche d'eau portée par le palier arrière.In alternators of the water-cooled type, the increase in rigidity, for example by adding material, is carried out at the water pocket carried by the rear bearing.
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- 2000-05-05 FR FR0005823A patent/FR2808628B1/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 17 |
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| PLFP | Fee payment |
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| PLFP | Fee payment |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20200108 |