FR2998732A1 - Capot d'une machine electrique tournante pour recouvrir une face frontale - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à un capot et une machine électrique tournante, telle que par exemple un alternateur (1) ou un alterno-démarreur, qui comprend un dispositif de circulation forcée d'un fluide de refroidissement, un stator (3) et un rotor (4) qui sont logés dans un carter pourvu d'un palier avant et d'un palier arrière (2), l'un des deux paliers comprenant une face frontale (8) et une jupe (18) sensiblement cylindrique, cette jupe (18) ayant une extrémité ouverte et une extrémité fermée par la face frontale (8), des ouvertures d'admission (19) dudit fluide de refroidissement réalisées dans la face frontale (8), des fentes de refoulement (17) du fluide chaud, chaque fente de refoulement (17) comprenant une partie axiale (17A) et une partie radiale (17B) s'étendant dans une zone périphérique de la face frontale (8), la face frontale (8) étant recouverte par un capot (11), le capot (11) est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen d'obturation (27) articulé qui ferme au moins une partie radiale (1 7B) de la fente (17).

Description

Capot d'une machine électrique tournante pour recouvrir une face frontale La présente invention concerne une machine électrique tournante, telle qu'un alternateur ou un alterno-démarreur de véhicule automobile, et un moyen de cache pour une telle machine.

De telles machines électriques comprennent généralement un dispositif de circulation forcée d'un fluide de refroidissement tel que de l'air, un stator et un rotor qui sont logés dans un carter pourvu d'un palier avant et d'un palier arrière. L'un au moins des deux paliers comprend une face frontale et une jupe sensiblement cylindrique, cette jupe ayant une extrémité ouverte et une extrémité fermée par la face frontale. Ce palier comprend des ouvertures d'admission d'air frais réalisées dans la face frontale, et des fentes de refoulement d'air chaud. Chaque fente de refoulement comprend une partie axiale s'étendant dans la jupe et une partie radiale s'étendant dans une zone périphérique de la face frontale.

Un tel alternateur 1, qui est par exemple décrit par le document EP-A- 0740400, comprend un palier avant et un palier arrière similaires qui délimitent un carter en étant fixés directement l'un à l'autre. Dans la figure 1, on a représenté l'arrière d'un tel alternateur 1 dans une vue en coupe partielle montrant le palier arrière qui est repéré par la référence 1. 2 0 Comme visible dans cette figure, le carter de cet alternateur 1 renferme un stator 3 entourant un rotor 4, qui est solidaire d'un axe ou arbre 5. Cet axe 5 qui s'étend selon une direction longitudinale XX de l'alternateur 1 est supporté par un roulement à bille 7 monté dans un logement correspondant 6 qui est réalisé au centre de la face frontale 8 du 25 palier arrière. Le stator 3 présente un corps comportant des bobinages traversant le corps que présente le stator 3. Les bobinages s'étendent de part et d'autre du corps du stator pour formation de chignons dont l'un est visible en 20 à la figure 1. Le palier arrière 2, supporte du côté extérieur de sa face frontale 8 30 plusieurs organes électroniques constituant notamment un dispositif de redressement 9. Ce dispositif de redressement 9 est ici un pont de diodes 10 qui convertit le courant alternatif produit par les bobinages du stator en en courant continu. Le dispositif de redressement 9 est recouvert par un capot 11 monté contre la face frontale 8 formant une chambre dans lequel se situe le dispositif de redressement 9. Le capot 11comprend un fond 12 muni d'ouïes frontales 13, et une paroi 14 latérale sensiblement cylindrique munie dans un mode de réalisation d'ouïes latérales 15. L'extrémité de la paroi cylindrique 14 qui est opposée au fond 12 définit un bord circulaire 23 qui peut être en appui contre la face frontale 8 du palier arrière 2. Le capot 11 peut être vissé ou clipsé contre le palier. Le refroidissement de cet alternateur 1 est assuré par un ventilateur interne 16 situé à l'intérieur du palier arrière 2, concentriquement à la jupe 18 qui l'entoure. Ce ventilateur 16 comprend un plateau circulaire 21 accolé à une extrémité du rotor 4 ici à griffes, dont il est solidaire, ce plateau circulaire portant des pales 22 qui sont situées sensiblement au droit de la jupe 18. Le ventilateur 16 aspire de l'air frais axialement à travers les ouïes 13 et 15 du capot 11 pour que cet air refroidisse le pont de diodes 10. Cet air traverse ensuite la face frontale 8 du palier arrière 2 par des ouvertures d'admission 19, pour être refoulé radialement à travers des fentes de refoulement 17, par les pales 22 du ventilateur 16. Les fentes de refoulement 17 comprennent chacune une partie axiale 17A s'étendant dans la direction axiale de la machine, et une partie radiale 17B s'étendant dans une zone annulaire périphérique de la face frontale 8 du palier arrière 2. L'air qui est évacué à travers les fentes 17 refroidit également des chignons 20 du stator qui longent la surface interne de la jupe 18 notamment au niveau des fentes de refoulement 17.

Les lignes de courant de l'air de refroidissement sont représentées de façon symbolique par les flèches F, F' et T sur la figure 1.

Selon cette disposition, les parties radiales 17B des fentes de refoulement 17 qui sont prévues pour permettre la fabrication par moulage du palier sont préjudiciables au refroidissement. En effet, elles génèrent d'une part des tourbillons T dans l'écoulement de l'air de refoulement ce qui introduit des pertes de charge, et d'autre part, de l'air refoulé F' est aspiré à travers les ouvertures radiales 15 et/ou des ouïes 13 du capot avec de l'air frais. Dans l'alternateur qui est connu du brevet EP0740400, la question de la recirculation et des tourbillons dus aux parties radiales des fentes de refoulement est traitée au moyen d'un anneau plat qui entoure le palier arrière. Cet anneau constitue une cloison qui sépare l'air chaud évacué par les fentes de refoulement de l'air froid aspiré par les ouïes du capot. Il est également connu du brevet W02005/117241, une machine électrique tournante où chaque fente de refoulement comprend au moins un moyen d'obturation 27 qui ferme au moins une partie radiale 17B de ladite fente 17, comme illustré à la figure 2. Cependant, l'augmentation des besoins électriques des véhicules automobiles conduit à des alternateurs qui doivent produire une puissance électrique de plus en plus élevée, ce qui entraine une augmentation de la 2 0 taille des éléments électroniques et du capot, et génère une quantité de chaleur nécessitant des améliorations importantes de leur refroidissement. En même temps, les moteurs thermiques auxquels ces alternateurs sont destinés, d'une part sont de plus en plus compacts et ne permettent pas d'augmentation du volume de ces machines, et d'autre part doivent rester 25 simple à fabriquer. La figure 2' représente une partie d'un tel alternateur. Dans cet alternateur, dans lequel le dispositif de redressement 9 est prolongé radialement par une électronique 9a. Comme on peut le voir sur cette figure, de l'air chaud représenté de façon symbolique par la fleche G 30 ramène de l'air chaud dans la chambre.

Le but de l'invention est donc d'améliorer le refroidissement d'un alternateur comprenant un palier tel que le palier arrière décrit ci-dessus, sans modifier la conception de ce palier, tout en pouvant y placer un capot plus grand et en garantissant un refroidissement suffisant des éléments électroniques et des diodes. Le but de l'invention est aussi de proposer une solution pour garantir le refroidissement de l'alternateur moyennant un surcoût de fabrication le plus faible possible.Le capot d'une machine électrique tournante selon l'invention est un capot d'une machine électrique tournante pour recouvrir une face frontale d'un palier de la machine électrique tournante, la dite face frontale comprenant des ouvertures d'admission d'un fluide de refroidissement et des fentes de refoulement dudit fluide chaud, dans lequel le capot comprend au moins un moyen d'obturation articulé qui ferme au moins une partie radiale de la fente.

Le capot et le moyen d'obturation constituent ainsi une seule pièce que l'on peut monter facilement puisque le moyen d'obturation étant articulé, on peut le décaler pour monter le capot sur le palier sans endommager les éléments électroniques déjà en place puis le refermer afin d'obturer le haut des fentes. Selon une première variante, le moyen d'obturation est articulé selon une articulation verticale. Le moyen d'obturation est articulé perpendiculairement à un coté du capot, ce qui permet d'écarter le moyen d'obturation pour poser le capot puis le refermer une fois le capot posé.

Selon une deuxième variante, le moyen d'obturation est articulé selon une articulation horizontale. Le moyen d'obturation est articulé sur un bord d'un des cotés du capot, il est positionné dans la continuité dudit coté pour le montage puis rabattu une fois le capot posé. Selon une caractéristique particulière, le moyen d'obturation est 30 positionné au dessus de la partie radiale de la fente. Ainsi le positionnement du moyen d'obturation est plus aisé puisqu'il suffit de le disposer sur les fentes. Selon une autre caractéristique, le moyen d'obturation est positionné dans de la partie radiale de la fente. Le moyen d'obturation est placé exactement dans la fente ce qui permet d'optimiser la place puisqu'il est alors axialement à la même hauteur que le haut de la fente. Selon une caractéristique particulière, le moyen d'obturation est continu. Ainsi le moyen d'obturation est standard puisqu'il n'est pas nécessaire qu'il tienne compte de la taille des fentes.

Selon une autre caractéristique en ce que le capot est en plastique. Il peut ainsi être moulé et il est plus léger. Selon une caractéristique particulière, le capot est d'épaisseur constante alors que l'articulation est constituée par une zone de plus faible épaisseur que celle du capot. Cette zone plus faible épaisseur permet le pliage du plastique à cet endroit Selon une caractéristique complémentaire, le moyen d'obturation est pourvu d'un clip coopérant avec un bord du capot. Le moyen d'obturation peut donc être fermé de façon sécurisé.

L'invention concerne aussi une machine électrique tournante, telle que par exemple un alternateur ou un alterno-démarreur, ladite machine comprenant un dispositif de circulation forcée d'un fluide de refroidissement, un stator et un rotor qui sont logés dans un carter pourvu d'un palier avant et d'un palier arrière, l'un des deux paliers comprenant une face frontale et une jupe sensiblement cylindrique, cette jupe ayant une extrémité ouverte et une extrémité fermée par la face frontale, des ouvertures d'admission dudit fluide de refroidissement réalisées dans la face frontale, des fentes de refoulement du fluide chaud, chaque fente de refoulement comprenant une partie axiale et une partie radiale s'étendant dans une zone périphérique de la face frontale, la face frontale étant recouverte par un capot, le capot comprenant au moins un moyen d'obturation articulé qui ferme au moins une partie radiale de la fente. L'invention concerne également, une machine électrique tournante recouverte par un capot ayant au moins une des caractéristiques précédentes. D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre d'exemple. Brève description des figures - La figure 1 est une vue en coupe d'un alternateur de l'art antérieur, - La figure 2 montre une vue en coupe d'un autre alternateur de l'art antérieur, - La figure 2' est une vue en coupe d'un alternateur de l'art antérieur avec une électronique de grande dimmension - La figure 3 est une vue en coupe d'un alternateur selon l'invention, - La figure 4 est une vue en coupe d'un deuxième mode de réalisation d'un alternateur selon l'invention - La figure 5 illustre une vue en perspective d'un capot selon l'invention, - Les figures 6 à 7 montrent une premier mode de réalisation d'un capot selon l'invention, - Les figures 8 et 9 représentent un deuxième mode de réalisation d'un capot selon l'invention. Nous utiliserons les mêmes références pour les mêmes pièces dans l'état de la technique et les différentes variantes. L'axe 5 de l'alternateur 1 définit une direction axiale tandis que la direction radiale est verticale sur les figures 1 à 3 et que la périphérie est dans le plan perpendiculaire 3 0 audites figures.

La structure générale de l'alternateur 1 a déjà été décrite de façon globale dans la partie introductive, on ne parlera donc ci-dessous que des aspects directement en relation avec l'invention. Le dispositif de redressement 9 est prolongé radialement par une électronique 9a sur les figures 3 et 4 par rapport à l'alternateur de l'état de la technique de la figure 2. La figure 1 montre que cet allongement a pour conséquence un capot 11 est plus grand et quasiment aligné avec la jupe 18 du palier arrière 2, il est donc absolument nécessaire d'obturer la partie radiale 17B des fentes de refoulement 17 pour éviter que l'air chaud aille sur l'électronique 9a. Cependant mettre un moyen d'obturation 27 avec ou sans extension 28 comme dans la figure 2 n'est pas possible car au moment de la pose du capot 11 ce moyen d'obturation 27 viendrait endommager l'électronique 9a. Il est aussi possible de prévoir une pièce circulaire périphérique séparée du capot 11 qui occulterait toutes les parties radiales 17B, cependant cette solution nécessite deux pièces qui doivent chacune être fixée au palier arrière 2, ce qui complique le montage. Il faut donc prévoir que le moyen d'obturation 27 puisse s'escamoter pour laisser passer l'électronique 9a. Une solution consiste à articuler le moyen d'obturation 27 sur le capot 11. Cette solution permet de résoudre ce problème quelque soit la taille de l'électronique 9a (cf figure 4). Il n'est pas nécessaire que le moyen d'obturation 27 obture toutes les parties radiales 17B, le phénomène étant essentiellement critique aux endroits où une ouïe frontale 13 est particulièrement proche de la périphérie du capot. Deux variantes de capot sont illustrées sur les figures 5 à 7 d'une part et 8 à 9 d'autre part. Dans la première variante, le moyen d'obturation 27 comprend une partie radiale 270 et une partie périphérique 271 et est articulé sur la paroi latérale 14 du capot 11 par une articulation 140 placée axialement. Cette articulation 140 est réalisée par une zone de plus faible épaisseur. Cette zone est facilement réalisable si le capot est en plastique moulé. L'articulation peut être aussi fait par le biais d'une charnière, en plastique ou en metal.

La partie radiale 270 sert à obturer proprement dit les parties radiales 17B des fentes 17, tandis que la partie périphérique 271 ferme le coté du capot 11 dans le prolongement de la paroi latérale 14. Le moyen d'obturation 27 peut ainsi pivoter radialement sur le capot 11 pour dégager sa partie radiale 270 dont le rayon est plus faible que celui de l'extrémité de l'électronique 9a. Le montage du capot 11 se fait de la façon suivante : le moyen d'obturation 27 est « ouvert », c'est-à-dire éloigné de la paroi latérale 14, (cf. figure 5) le capot 11 est disposé sur le palier arrière 2 au dessus de l'ensemble constitué de l'électronique 9a, de la diode 10 et du dispositif de redressement 9, Le capot 11 est fixé au palier arrière ou à l'ensemble de l'electronique fixée elle-même au palier arrière. La fixation peut être faite par vissage ou clipsage. Sur les figures 5 à 7, le capot comprend trois moyens de clipsage 41. le moyen d'obturation 27 est basculé jusqu'à sa position « fermée », c'est-à-dire que sa partie périphérique 271 est dans la continuité de la paroi latérale 14, (figure 6 et 7) le moyen d'obturation 27 est clippé sur la paroi 14 grâce à un clip 272 coopérant avec un bord 14a du capot 11. Dans la deuxième variante illustrée figure 8 et 9, le moyen d'obturation 27 est disposé dans le prolongement axial de la paroi latérale 14 et articulée radialement sur cette paroi par une articulation 273. De la même façon que pour la première variante l'articulation 273 est réalisée par une zone de plus faible épaisseur.

On voit figure 8 que le moyen d'obturation 27 est en plusieurs parties (ici trois) 27a, 27b et 27c. Chaque partie 27a, 27b et 27c correspond à la partie radiale 17B d'une fente de refoulement 17. Ainsi le flux d'air F sortant de chaque fente 17 est détourné de l'ouïe latérale 15 par le moyen d'obturation 27 qui joue ici un rôle de déflecteur. Avant le montage le moyen d'obturation 27 est dans le prolongement de la paroi latérale 14 du capot 11, il peut être disposé sur le palier arrière 2 au dessus de l'ensemble constitué de l'électronique 9a, de la diode 10 et du dispositif de redressement 9. Puis le moyen d'obturation 27 est basculé vers le capot 11, comme visible figure 8, pour obturer la partie radiale 17B. Il est possible de combiner plusieurs moyen d'obturations d'un seul type ou de types différents si besoin.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Capot (11) d'une machine électrique tournante pour recouvrir une face frontale (8) d'un palier de la machine électrique tournante, la dite face frontale (8) comprenant des ouvertures d'admission (19) d'un fluide de refroidissement et des fentes de refoulement (17) dudit fluide chaud, caractérisée en ce que le capot (11) comprend au moins un moyen d'obturation (27) articulé qui ferme au moins une partie radiale (17B) de la fente (17).
2. 2. Capot (11) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen d'obturation (27) est articulé selon une articulation verticale (140).
3. 3. Capot (11) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen d'obturation (27) est articulé selon une articulation horizontale (273).
4. 4. Capot (11) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que le moyen d'obturation (27) est positionné au dessus de la partie radiale (17B) de la fente (17).
5. 5. Capot (11) selon une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que le moyen d'obturation (27) est positionné dans la partie radiale (17B) de la fente (17).
6. 6. Capot (11) selon la revendication 4 caractérisée en ce que le moyen d'obturation (27) est continu.
7. 7. Capot (11) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce qu'il est en plastique.
8. 8. Capot (11) selon la revendication précédente caractérisée en ce qu'il est d'épaisseur constante et que l'articulation (140, 273) est constituée par une zone de plus faible épaisseur que celle du capot (11).
9. 9. Capot (11) selon une des revendications précédentes caractérisée en ce que le moyen d'obturation (27) est pourvu d'un clip (272) coopérant avec un bord (14a) du capot (11).
10. 10. Machine électrique tournante (1) comprenant un dispositif de circulation forcée d'un fluide de refroidissement, un stator (3) et un rotor (4) qui sont logés dans un carter pourvu d'un palier avant et d'un palier arrière (2), l'un des deux paliers (2) comprenant une face frontale (8) et une jupe (18) sensiblement cylindrique, cette jupe (18) ayant une extrémité ouverte et une extrémité fermée par la face frontale (8), des ouvertures d'admission (19) dudit fluide de refroidissement réalisées dans la face frontale (8), des fentes de refoulement (17) du fluide chaud, chaque fente de refoulement (17) comprenant une partie axiale (17A) et une partie radiale (17B) s'étendant dans une zone périphérique de la face frontale (8), 2 0 caractérisée en ce que ladite face frontale (8) est recouverte par un capot (11) selon une des revendications précédentes. 25