FR2894002A1 - Driving unit e.g. driving pulley, assembling device for motor vehicle, has washer inserted between front surface of boring and screw, where washer is in conical shape made of plastically deformable material e.g. brass and copper - Google Patents
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Abstract
Description
Agencement d'assemblage d'un organe d'entraînement avec un arbre tel queAssembly arrangement of a drive member with a shaft such that
l'arbre porteur du rotor d'une machine électrique tournante. Domaine de l'invention the rotor carrier shaft of a rotating electrical machine. Field of the invention
L'invention concerne un agencement d'assemblage d'un organe d'entraînement, tel qu'une poulie 10 d'entraînement, avec un arbre tel que l'arbre porteur du rotor d'une machine électrique tournante, notamment d'un alternateur ou alterno-démarreur de véhicule automobile, l'organe d'entraînement comprenant un alésage de passage de l'arbre et des moyens de solidarisation en rotation de 15 l'arbre avec l'organe d'entraînement étant prévus entre les surfaces en regard de l'alésage et de l'arbre. The invention relates to an assembly arrangement of a drive member, such as a drive pulley, with a shaft such as the rotor carrier shaft of a rotating electrical machine, in particular an alternator or alternator-starter motor vehicle, the drive member comprising a bore for passage of the shaft and means for securing in rotation of the shaft with the drive member being provided between the surfaces opposite the bore and the shaft.
Etat de la techniqueState of the art
20 Il est connu, par exemple, par le brevet français N 2 839 397 d'emmancher à force un organe d'entraînement en forme de poulie sur un tronçon extérieur cannelé de l'arbre. L'ajustement des cannelures doit être serré de telle sorte qu'il n'y ait aucun jeu angulaire possible 25 entre l'arbre et la poulie pour éviter que des acyclismes, des brutales variations de régime du moteur et les inversions de sens du couple transitant dans la liaison puissent entraîner un matage des cannelures. Cet agencement connu donne satisfaction mais 30 nécessite de modifier l'arbre. It is known, for example, from French Patent No. 2,839,397 to force-fit a pulley-shaped drive member on a splined outer section of the shaft. The flute adjustment must be tightened so that there is no possible angular play between the shaft and the pulley to prevent acyclisms, sudden changes in engine speed and torque reversals. transiting through the linkage may result in fluting of the flutes. This known arrangement is satisfactory but requires modification of the shaft.
Objet de l'inventionObject of the invention
La présente invention a pour but de proposer un 35 agencement plus simple et plus facile à mettre en œuvre.5 Pour atteindre ce but, l'agencement d'assemblage selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de solidarisation comprennent un élément d'insert, destiné à être inséré dans un espace délimité entre les surfaces en regard, et un organe de serrage et d'augmentation de la force de frottement entre l'organe d'entraînement l'arbre par application sur l'élément inséré d'une force d'insertion axiale appropriée. The object of the present invention is to provide a simpler and easier to implement arrangement. In order to achieve this object, the assembly arrangement according to the invention is characterized in that the securing means comprise an element of insert, intended to be inserted in a space delimited between the facing surfaces, and a member for clamping and increasing the friction force between the drive member and the shaft by application to the inserted element of an appropriate axial insertion force.
Grâce à l'invention on peut utiliser un arbre du type standard en sorte que la solution est simple et économique. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'élément insert est réalisé en un matériau plastiquement déformable sous l'effet de l'organe de serrage, tel que du laiton ou cuivre. On appréciera que cet insert est économique. Selon une autre une caractéristique avantageuse de l'invention, l'élément insert est une rondelle en un matériau déformable et les surfaces en regard de l'organe d'entraînement et de l'arbre délimitent, dans la partie adjacente à l'organe de serrage un espace annulaire s'élargissant avantageusement de façon conique, en direction de l'organe de serrage. Thanks to the invention can be used a standard type of tree so that the solution is simple and economical. According to an advantageous characteristic of the invention, the insert element is made of a plastically deformable material under the effect of the clamping member, such as brass or copper. It will be appreciated that this insert is economical. According to another advantageous characteristic of the invention, the insert element is a washer made of a deformable material and the facing surfaces of the drive member and of the shaft delimit, in the part adjacent to the clamping an annular space advantageously widening conically in the direction of the clamping member.
Cette solution est économique est fiable. Elle conduit à un très bon remplissage de l'espace annulaire et à un très bon assemblage. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'élément insert est une bague cylindrique à surface périphérique extérieur conique dont le diamètre augmente en direction de l'organe de serrage et qui est insérable par ce dernier dans un espace annulaire de forme complémentaire délimité entre les faces en regard de l'organe d'entraînement et de l'arbre. This solution is economical and reliable. It leads to a very good filling of the annular space and a very good assembly. According to yet another advantageous characteristic of the invention, the insert element is a cylindrical ring with conical outer peripheral surface whose diameter increases in the direction of the clamping member and which is insertable by the latter into an annular space of complementary shape. delimited between the faces facing the drive member and the shaft.
Cette solution permet également d'obtenir de manière économique à un assemblage fiable. This solution also makes it possible to economically obtain a reliable assembly.
Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la bague cylindrique est fendue axialement. Cette disposition permet un bon remplissage de 5 l'espace annulaire entre l'organe d'entraînement et l'arbre. Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'organe de serrage est un écrou vissé sur le bout de l'extrémité libre de l'arbre, sortant de 10 l'alésage de la poulie. Cette solution est économique. According to yet another advantageous characteristic of the invention, the cylindrical ring is split axially. This arrangement allows a good filling of the annular space between the drive member and the shaft. According to yet another advantageous characteristic of the invention, the clamping member is a nut screwed onto the end of the free end of the shaft, coming out of the bore of the pulley. This solution is economical.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
15 L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple 20 illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation de l'agencement d'assemblage selon l'invention, équipant une machine électrique 25 tournante ? dont seulement les parties qui sont essentielles pour la compréhension de l'invention sont illustrées, partiellement en coupe axiale ; - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, d'un deuxième mode de réalisation de l'invention ; 30 - la figure 3 est une vue axiale de l'entretoise d'insertion indiquée en III de la figure 2, et - la figure 4 est une vue en coupe le long de la ligne IV-IV de la figure 3. The invention will be better understood, and other objects, features, details and advantages thereof will become more clearly apparent from the following explanatory description with reference to the accompanying schematic drawings given by way of example only. illustrating two embodiments of the invention and in which: - Figure 1 is an axial sectional view of a first embodiment of the assembly arrangement according to the invention, equipping a rotary electrical machine 25; only parts of which are essential for the understanding of the invention are illustrated, partially in axial section; FIG. 2 is a view similar to FIG. 1, of a second embodiment of the invention; FIG. 3 is an axial view of the insertion spacer indicated in III of FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view along the line IV-IV of FIG. 3.
35 Description de l'invention La figure 1 ne représente de l'ensemble d'une machine électrique tournante telle qu'un alternateur ou alterno-démarreur pour véhicule automobile, seulement les parties qui sont nécessaires pour la compréhension de l'invention, à savoir l'arbre 1, le rotor 2 solitaire en rotation de l'arbre, les ventilateurs avant et arrière respectivement 3 et 4, les roulements à billes avant et arrière respectivement 5 et 6, l'organe d'entraînement 8 en forme de poulie et le dispositif 9 d'assemblage de la de l'organe d'entraînement en forme de poulie 8 avec l'arbre 1. Ainsi qu'on le sait dans ce type de machine électrique tournante l'arbre 1 est mené lorsque la machine est un alternateur ou un alterno-démarreur fonctionnant en mode alternateur pour transformer de l'énergie mécanique en énergie électrique. Cet arbre 1 est menant lorsque la machine est un alterno-démarreur fonctionnant en mode moteur électrique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule et transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique. Pour mémoire on rappellera que les roulements 5, 6 sont supportés par des paliers avant et arrière ajourés (non représentés) appartenant à un carter portant le stator bobiné (non représenté) de la machine. Ces paliers avant et arrière présentent chacun un alésage centrale pour le montage du roulement à billes respectivement 5 et 6. La poulie 8 est implantée à l'extérieur du palier avant de manière adjacente à celui-ci. De façon connue en soi, la poulie 8 est montée sur l'extrémité avant 11 de l'arbre 1 en étant solidaire en rotation de cet arbre de manière décrite ci-après. Cette poulie 8 est de forme annulaire creuse et comporte à sa périphérie externe d'orientation axiale une surface périphérique extérieure 12 adaptée pour recevoir une courroie de forme complémentaire (non représentée) faisant partie d'un dispositif de transmission de mouvements entre le moteur à combustion interne ou moteur thermique du véhicule automobile et l'arbre 1 de la machine électrique tournante. La poulie est intérieurement creuse et comporte un fond 14 d'orientation transversale, qui comprend dans son centre un alésage 15 de passage de l'extrémité avant 11 de l'arbre 1. Le fond 14 comporte du côté du roulement 5 un embout cylindrique 16 dont la face frontale 17 est en appui contre la face avant de la bague intérieure 19 de celui-ci. Une entretoise (non référencée) est intercalée axialement entre la face arrière de la bague 19 et la face avant du rotor 2. Comme visible dans cette figure 1 le rotor est ici un rotor à griffes comportant de manière connue deux roues polaires montées sur l'arbre 1 présentant localement des portions moletées pour emmanchement à force des roues polaires sur l'arbre 1 et solidarisation des roues polaires avec l'arbre 1. En variante l'embout 16 de la poulie 8 est remplacé par une rondelle entretoise. DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 does not represent an assembly of a rotating electrical machine such as an alternator or alternator-starter for a motor vehicle, only the parts which are necessary for the understanding of the invention, namely the shaft 1, the solitary rotating rotor 2 of the shaft, the front and rear fans respectively 3 and 4, the front and rear ball bearings respectively 5 and 6, the drive member 8 in the form of a pulley and the device 9 for assembling the pulley-shaped drive member 8 with the shaft 1. As is known in this type of rotating electrical machine, the shaft 1 is driven when the machine is a machine. alternator or an alternator-starter operating in alternator mode for converting mechanical energy into electrical energy. This shaft 1 is driving when the machine is an alternator-starter operating in electric motor mode in particular to start the engine of the vehicle and transform electrical energy into mechanical energy. For the record it will be recalled that the bearings 5, 6 are supported by perforated front and rear bearings (not shown) belonging to a housing carrying the wound stator (not shown) of the machine. These front and rear bearings each have a central bore for mounting the ball bearing respectively 5 and 6. The pulley 8 is located outside the front bearing adjacent thereto. In a manner known per se, the pulley 8 is mounted on the front end 11 of the shaft 1 by being integral in rotation with this shaft as described below. This pulley 8 is of hollow annular shape and has at its outer periphery of axial orientation an outer peripheral surface 12 adapted to receive a complementary shaped belt (not shown) forming part of a device for transmitting movements between the combustion engine internal or engine of the motor vehicle and the shaft 1 of the rotating electrical machine. The pulley is internally hollow and has a bottom 14 of transverse orientation, which comprises in its center a bore 15 for passage of the front end 11 of the shaft 1. The bottom 14 has on the side of the bearing 5 a cylindrical end 16 whose front face 17 bears against the front face of the inner ring 19 thereof. A spacer (not referenced) is interposed axially between the rear face of the ring 19 and the front face of the rotor 2. As can be seen in this FIG. 1, the rotor is here a claw rotor comprising, in known manner, two pole wheels mounted on the 1 having locally knurled portions for force fitting the pole wheels on the shaft 1 and securing the pole wheels with the shaft 1. Alternatively the tip 16 of the pulley 8 is replaced by a spacer washer.
Le dispositif 9 d'assemblage de l'organe d'entraînement 8, ici en forme de poulie, avec l'arbre 1, selon l'invention, comporte essentiellement une rondelle 21 avantageusement de forme conique, en un matériau plastiquement déformable, tel que du laiton ou cuivre appelé olive . Cette rondelle est insérée entre la face avant de l'alésage 15 dans le fond 14 de la poulie 8, l'extrémité 11 de l'arbre 1 et un écrou 23, avec interposition d'une rondelle 24 qui pourrait faire partie de l'écrou. Ce dernier est reçu à l'intérieur de la partie creuse notée 25 de la poulie 8 délimitée par le fond 14 et la surface extérieure 12. Le bout 27 d'extrémité de l'arbre 1 présente un filetage complémentaire à celui de l'écrou 23 pour la réception de ce dernier. Le décrochement du filetage est indiqué en 28 et se trouve dans la partie occupée par l'olive 21. On constate que la partie avant de l'alésage 15 de passage de l'arbre 1, appartenant au fond 14 et adjacente à la partie creuse 25 de la poulie, présente un profil conique 29, qui délimite avec la surface périphérique de l'arbre 1 et de l'écrou 23 l'espace de réception de l'olive. Cet espace va en s'élargissant en direction de l'écrou. L'olive, après son insertion entre la poulie et l'arbre, sous l'effet de l'écrou, annihile les jeux compris entre l'arbre et l'alésage de la poulie et augmente ainsi la force de frottement entre la poulie et l'arbre. L'écrou permet donc de forcer l'olive pour annihiler les jeux. Pour l'assemblage de la poulie 8 avec l'extrémité 11 de l'arbre, on met en place la poulie 8 sur l'extrémité d'arbre 11, de façon que la poulie soit en appui contre la bague intérieure 19 du roulement 5, puis on met en place l'olive 21 en lui appliquant une faible force axiale, par exemple de l'ordre de 1000 N. Cette force a pour fonction de maintenir la poulie en place. Ensuite, on visse l'écrou 23 sur le bout fileté 27 de l'arbre en appliquant un couple de serrage approprié pour déformer l'olive. De préférence on visse l'écrou jusqu'à une position terminale avant que l'écrou ne soit en contact avec la surface de fond de la poulie, c'est-à-dire la face avant du fond 14. The device 9 for assembling the drive member 8, here in the form of a pulley, with the shaft 1, according to the invention, essentially comprises a washer 21 advantageously of conical shape, made of a plastically deformable material, such as brass or copper called olive. This washer is inserted between the front face of the bore 15 in the bottom 14 of the pulley 8, the end 11 of the shaft 1 and a nut 23, with the interposition of a washer 24 which could be part of the nut. The latter is received inside the hollow portion marked 25 of the pulley 8 delimited by the bottom 14 and the outer surface 12. The end end 27 of the shaft 1 has a thread complementary to that of the nut. 23 for the reception of the latter. The detachment of the threading is indicated at 28 and is in the part occupied by the olive 21. It is noted that the front portion of the bore 15 for passage of the shaft 1, belonging to the bottom 14 and adjacent to the hollow portion 25 of the pulley, has a conical profile 29, which delimits with the peripheral surface of the shaft 1 and the nut 23 the receiving space of the olive. This space widens in the direction of the nut. The olive, after its insertion between the pulley and the shaft, under the effect of the nut, annihilates the games between the shaft and the bore of the pulley and thus increases the friction force between the pulley and the tree. The nut allows to force the olive to annihilate the games. For the assembly of the pulley 8 with the end 11 of the shaft, is placed in place the pulley 8 on the shaft end 11, so that the pulley bears against the inner ring 19 of the bearing 5 then the olive 21 is applied by applying a small axial force, for example of the order of 1000 N. This force has the function of maintaining the pulley in place. Next, the nut 23 is screwed onto the threaded end 27 of the shaft by applying a suitable tightening torque to deform the olive. Preferably the nut is screwed to an end position before the nut is in contact with the bottom surface of the pulley, that is to say the front face of the bottom 14.
En se reportant aux figures 2 à 4, on décrira ci-après un deuxième mode de réalisation de l'invention. La particularité de ce mode de réalisation réside dans l'utilisation d'une bague cylindrique 30 dont la surface périphérique extérieure 31 est conique et qui est fondue en 32, sur sa longueur axiale, avantageusement par un trait de scie. La bague 30 est placée sur l'extrémité d'arbre 11 entre celui-ci et la poulie 8. Cette bague 30 pénètre dans l'alésage 15 de passage de l'arbre. Cet alésage 15, ménagé centralement dans le fond 14 de la poulie 8, comporte une partie arrière, adjacente à la bague interne 19 du roulement 5, de forme cylindrique 33 dont le diamètre est complémentaire à celui de l'arbre, et une partie avant restante 34 d'un plus grand diamètre qui augmente coniquement en direction de la partie creuse 25 de la poulie, de façon complémentaire à la face extérieure conique 31 de la bague 30, pour délimiter, avec la face périphérique de l'arbre, un espace de réception de la bague 30. Comme on le voit sur la figure, l'écrou 23, par l'intermédiaire de sa rondelle de pression 24 associée, est en appui contre la face frontale du plus grand diamètre de la bague 30. On comprend aisément que le serrage de l'écrou 23 ressert la bague 30 sur l'arbre et sert ainsi de coin de blocage de la poulie. Concernant l'assemblage, il consiste à mettre en place la poulie 8 sur l'extrémité d'arbre 11, puis la bague conique 30 et à effectuer ensuite le serrage de l'écrou 23, pour obtenir l'effet de coin de blocage. Bien entendu, l'agencement d'assemblage selon l'invention n'a été décrit ci-dessus, en se référant aux figures, seulement à titre d'exemple dans son application à une machine électrique tournante sous la forme d'un alternateur ou d'un alterno-démarreur. L'invention est utilisable, bien entendu, dans d'autres domaines de machine électrique tournante nécessitant la solidarisation en rotation d'un organe d'entraînement sur un arbre rotatif. Ainsi la solution selon l'invention s'applique à des démarreurs de moteur thermique comportant une poulie d'entraînement tel que décrit par exemple dans le document EP A 1 293 665. Referring to Figures 2 to 4, will be described hereinafter a second embodiment of the invention. The particularity of this embodiment lies in the use of a cylindrical ring 30 whose outer peripheral surface 31 is conical and which is melted at 32, along its axial length, advantageously by a kerf. The ring 30 is placed on the shaft end 11 between the latter and the pulley 8. This ring 30 enters the bore 15 for passage of the shaft. This bore 15, formed centrally in the bottom 14 of the pulley 8, has a rear portion, adjacent to the inner ring 19 of the bearing 5, of cylindrical shape 33 whose diameter is complementary to that of the shaft, and a front portion remaining 34 of a larger diameter which increases conically in the direction of the hollow portion 25 of the pulley, complementary to the conical outer face 31 of the ring 30, to delimit, with the peripheral face of the shaft, a space for receiving the ring 30. As can be seen in the figure, the nut 23, via its associated pressure washer 24, bears against the front face of the largest diameter of the ring 30. It is understood that easily that the tightening of the nut 23 ressert the ring 30 on the shaft and thus serves as blocking wedge of the pulley. With regard to the assembly, it consists in placing the pulley 8 on the shaft end 11, then the conical ring 30 and then tightening the nut 23 to obtain the locking wedge effect. Of course, the assembly arrangement according to the invention has not been described above, with reference to the figures, only by way of example in its application to a rotating electrical machine in the form of an alternator or of an alternator-starter. The invention can be used, of course, in other areas of rotating electrical machine requiring the rotation attachment of a drive member on a rotary shaft. Thus, the solution according to the invention applies to engine starters comprising a drive pulley as described for example in document EP A 1 293 665.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. Ainsi le carter de la machine peut, dans mode de réalisation, présenter un palier avant doté d'un nez pénétrant dans la cavité de la poulie comme visible dans le document EP A 1 293 665 précité. Dans ce cas l'écrou s'étend à l'extérieur de la poulie au lieu d'être logée dans la cavité de celle-ci comme dans les figures 1 et 2. La poulie 8 peut présenter à sa périphérie externe une pluralité de dents d'orientation axiales réparties circonférentiellement de manière régulière pour coopération avec une courroie dentée de manière complémentaire. En variante ces dents coopèrent avec une chaîne appartenant au dispositif de transmission de mouvement entre le moteur thermique et l'arbre 1 de la machine dispositif électrique tournante. La poulie 8 roue dentée. En variante ce engrenages, mouvement comporte des 15 ce cas un engrenage. La poulie 8 est donc une organe d'entraînement consistant dentée ou en un engrenage, cetest dans ce cas une Of course, the present invention is not limited to the described embodiments. Thus, the casing of the machine may, in embodiment, have a front bearing provided with a penetrating nose in the cavity of the pulley as can be seen in the aforementioned document EP A 1 293 665. In this case the nut extends outside the pulley instead of being housed in the cavity thereof as in Figures 1 and 2. The pulley 8 may have at its outer periphery a plurality of teeth axial orientation distributed circumferentially in a regular manner for cooperation with a toothed belt in a complementary manner. In a variant, these teeth cooperate with a chain belonging to the device for transmitting motion between the heat engine and the shaft 1 of the rotating electrical device machine. The pulley 8 toothed wheel. As a variant, this gearing includes a gear in this case. The pulley 8 is therefore a toothed or geared drive member, which is in this case a
de transmission de la poulie étant dans transmission of the pulley being in
forme particulière d'un en variante en une roue organe appartenant à un dispositif de transmission de mouvement entre l'arbre 1 20 et un moteur thermique ou en variante électrique. En variante le rotor des figures 1 et 2 est remplacé par un rotor à pôles saillants et/ou à aimants permanents. La présence de deux ventilateurs n'est pas 25 indispensable, le ventilateur avant 3 pouvant être supprimé. Dans le mode de réalisation de la figure 1 la machine est refroidie par circulation d'air. En variante la machine est refroidie par circulation de liquide, la 30 présence des ventilateurs n'étant pas indispensable. particular form of a variant in a wheel member belonging to a motion transmission device between the shaft 1 20 and a heat engine or alternatively electrical. Alternatively the rotor of Figures 1 and 2 is replaced by a rotor with salient poles and / or permanent magnets. The presence of two fans is not essential, the front fan 3 can be removed. In the embodiment of Figure 1 the machine is cooled by air circulation. Alternatively the machine is cooled by liquid circulation, the presence of fans is not essential.
Ainsi qu'il ressort de la description l'écrou 23 est un organe de serrage. En variante on remplace l'ensemble écrou 23-rondelle 24 par un ensemble vis- 35 rondelle, l'extrémité de l'arbre 1 comprenant alors un taraudage pour vissage de la vis de serrage , dont la tête prend appui sur l'élément insert 21, 30 via la rondelle 24. As is clear from the description, the nut 23 is a clamping member. In a variant, the nut 23-washer 24 is replaced by a screw-washer assembly, the end of the shaft 1 then comprising a tapping for screwing on the clamping screw, whose head bears on the insert element. 21, 30 via the washer 24.
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