FR3068540A1

FR3068540A1 - Flasque de protection destine a etre assemble sur une poulie d'une machine electrique tournante

Info

Publication number: FR3068540A1
Application number: FR1756018A
Authority: FR
Inventors: Christophe Leborgne; Romuald Cazin; Francois Podevin
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-04
Anticipated expiration: 2037-06-29
Also published as: FR3068540B1

Abstract

La présente invention se rapporte à un flasque de protection (2) de forme circulaire destiné à être assemblé sur une face avant d'une poulie (1) d'une machine électrique tournante pour un véhicule automobile, la poulie comportant une surface périphérique (13) configurée pour recevoir une courroie, la surface périphérique présentant un plus grand diamètre (D1), le flasque présentant un diamètre externe (D2) supérieur au plus grand diamètre de la surface périphérique de manière à former un rebord (26) pour maintenir la courroie en liaison avec la surface périphérique.

Description

FLASQUE DE PROTECTION DESTINE A ETRE ASSEMBLE SUR UNE POULIE D’UNE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

Le domaine technique de l’invention est celui des machines électriques tournantes, telles qu’un alternateur ou un alterno-démarreur, équipant des véhicules automobiles à moteur thermique.

L’invention concerne un flasque de protection destiné à être assemblé sur une poulie d’une machine électrique tournante.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

Un véhicule automobile à moteur thermique est équipé d’un alternateur qui a pour fonction de transformer l’énergie mécanique provenant du moteur thermique en énergie électrique dans le but notamment de recharger la batterie du véhicule et d’alimenter électriquement le réseau de bord du véhicule.

Pour ce faire, l’alternateur comporte un ensemble rotor-stator monté sur un arbre d’entraînement. Le rotor est monté solidaire en rotation sur l’arbre d’entraînement, de sorte que lorsque l’arbre est entraîné en rotation, le rotor tourne à l’intérieur du stator qui est monté libre en rotation sur l’arbre d’entraînement.

Le moteur thermique comporte un vilebrequin qui est animé d’un mouvement de rotation lorsque le moteur thermique est en fonctionnement. Le mouvement de rotation est transmis du vilebrequin à l’arbre d’entraînement de l’alternateur au moyen d’une courroie reliant mécaniquement une première poulie montée solidaire en rotation sur l’arbre de l’alternateur et une deuxième poulie montée solidaire en rotation sur le vilebrequin.

La poulie de l’alternateur comporte une surface périphérique configurée pour recevoir la courroie et deux faces latérales disposées de part et d’autre de la surface périphérique. La surface périphérique a une forme générale cylindrique s’étendant selon un axe de rotation. Les faces latérales sont disposées perpendiculairement à l’axe de rotation et présentent des dimensions transversales telles que les faces latérales forment chacune un rebord d’un côté de la surface périphérique. Chacun des rebords de la poulie présente une hauteur considérée entre la surface périphérique et un contour radialement externe au rebord. La hauteur des rebords est suffisamment petite pour permettre la mise en place de la courroie sur la surface périphérique de la poulie.

Le véhicule automobile comporte en outre une calandre qui constitue une entrée d’air pour le refroidissement du moteur thermique. Cependant, il peut arriver que de la neige pénètre par la calandre, ou d’autres ouvertures du véhicule automobile, et vienne se déposer sur la courroie. La neige peut se transformer en glace et se figer en formant un sabot sur la courroie. De ce fait, lors du démarrage du moteur thermique, la courroie peut se déloger de la poulie en franchissant les rebords de la poulie. Si cela vient à se produire, alors les fonctionnalités de l’alternateur sont perdues.

Il apparaît donc un besoin d’empêcher la courroie d’être éjectée hors de la poulie lorsque des corps étrangers, et en particulier de la neige, se dépose sur la poulie.

RESUME DE L’INVENTION

La présente invention vise à assurer le maintien d’une courroie en liaison avec une poulie d’une machine électrique tournante d’un véhicule automobile sans gêner la mise en place ou la dépose de la courroie lors des maintenances.

Selon un premier aspect de l’invention ce but est atteint en prévoyant un flasque de protection de forme circulaire destiné à être assemblé sur une face avant d’une poulie d’une machine électrique tournante pour un véhicule automobile. La poulie comporte une surface périphérique configurée pour recevoir une courroie, la surface périphérique présentant un plus grand diamètre. Le flasque présente un diamètre externe supérieur au plus grand diamètre de la surface périphérique de manière à former un rebord pour maintenir la courroie en liaison avec la surface périphérique.

On entend par « plus grand diamètre >> la plus grande distance mesurée entre deux points de la surface périphérique.

Le flasque permet de maintenir la courroie en liaison avec la poulie, et ce même en cas de dépôt de particules étrangères sur la surface périphérique. Le flasque offre également une protection pour limiter le dépôt de telles particules indésirables sur la surface périphérique de la poulie.

Par ailleurs, le flasque rapporté de l’invention permet de faciliter le montage de la courroie sur la poulie, en particulier lorsque le véhicule comporte une façade accessoire complexe qui n'offre que peu de liberté pour la pose et la dépose de la courroie. C’est le cas par exemple lorsque des systèmes à tendeur pendulaire ou à double tendeur sont utilisés.

Le terme « façade accessoire >> désigne l’ensemble des éléments sur lesquels la courroie est montée pour transmettre le mouvement de rotation du vilebrequin du moteur. La façade accessoire comprend notamment la poulie du vilebrequin, la poulie de la machine électrique tournante et les poulies des différents accessoires tels que la pompe à eau et la climatisation.

Selon un mode réalisation, une empreinte est aménagée sur une face arrière du flasque pour l’assemblage du flasque sur la poulie, l’empreinte présentant une forme complémentaire à celle d’une extrémité avant de la poulie, l’empreinte comportant un fond destiné à être en contact avec la face avant de la poulie et une paroi interne circonférentielle s’étendant axialement entre le fond de l’empreinte et la face arrière du flasque, la paroi interne étant destinée à coopérer avec une portion de la surface périphérique de la poulie pour centrer le flasque autour de la poulie. Un avantage est de pouvoir centrer le flasque pour éviter le balourd lorsque la poulie est en rotation.

Selon un mode de réalisation, la paroi interne de l’empreinte s’étend sur une profondeur suffisante pour assurer un centrage approprié du flasque.

Selon un mode de réalisation, le flasque présente une symétrie de révolution autour d’un axe longitudinal, l’empreinte étant délimitée par un contour disposé sur la face arrière du flasque, la face arrière du flasque comportant une première surface externe circonférentielle s’étendant radialement depuis le contour de l’empreinte vers la périphérie du flasque. De préférence, la première surface externe forme avec l’axe longitudinal un premier angle compris entre 45° et 90°. Un avantage est de fournir une surface de centrage de la courroie sur la surface périphérique pour maintenir la courroie alignée dans l’axe d’une autre poulie montée sur le vilebrequin du moteur thermique.

Selon un mode de réalisation, la face arrière du flasque comporte une deuxième surface externe s’étendant radialement dans le prolongement de la première surface externe, la deuxième surface externe formant avec l’axe longitudinal un deuxième angle inférieur au premier angle. Un avantage est de fournir une surface de renvoi de la courroie sur la poulie lorsque la poulie essaie de se déloger et entre en contact avec le flasque.

Selon un mode de réalisation, le deuxième angle est compris entre 65°et 90°.

Selon un mode de réalisation, le rebord formé par le flasque présente une hauteur supérieure à 15 mm.

Selon un mode de réalisation, le flasque présente une épaisseur minimale suffisante pour assurer une tenue mécanique en cas de désengagement de la courroie. L’épaisseur du flasque dépend notamment des matériaux et des modes d’obtentions des formes qui sont utilisés. La structure du flasque est ainsi renforcée afin d’éviter que le flasque se fissure ou qu’il se brise lorsque la machine tournante est en fonctionnement et/ou que la courroie se désengage à cause de la présence de corps étrangers entre la courroie et la surface périphérique de la poulie.

Un deuxième aspect de l’invention concerne une machine électrique tournante comprenant un flasque selon le premier aspect de l’invention et une poulie comportant une extrémité avant, la machine comprenant en outre des moyens d’assemblage du flasque sur l’extrémité avant de la poulie.

Selon un mode de réalisation, les moyens d’assemblage comportent au moins deux vis coopérant avec au moins autant de trous taraudés aménagés sur la face avant de la poulie, le flasque comportant au moins deux ouvertures traversantes pour le passage des vis. Un avantage est de maintenir convenablement le flasque sur la poulie.

Selon un mode de réalisation, les moyens d’assemblage comportent deux paires de vis, les vis de chaque paire étant disposées de manière diamétralement opposée. Un avantage est une meilleure répartition de la charge apportée par les vis et garantir l’équilibrage dynamique de l’ensemble.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent, parmi lesquelles :

- la figure 1A est une vue schématique en perspective considérée d’avant en arrière d’un assemblage d’un flasque de protection sur une poulie d’un alternateur selon un mode de réalisation de l’invention, la vue en perspective étant;

- la figure 1B est une vue schématique en perspective de l’assemblage de la figure 1A considérée d’arrière en avant ;

- la figure 1C est une vue en coupe longitudinale de l’assemblage de la figure 1A

- la figure 2 est une vue schématique en perspective du flasque de la figure 1A considérée selon une face arrière du flasque ;

- la figure 3 est une vue schématique en perspective de la poulie de la figure 1A considérée selon une face avant de la poulie ;

Les figures ne sont présentées qu’à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur toutes les figures.

DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L’INVENTION

Un véhicule automobile à moteur thermique est équipé d’une machine électrique tournante de type alternateur comportant un ensemble rotor-stator monté sur un arbre d’entraînement. La machine tournante comporte également une poulie montée solidaire en rotation sur une extrémité avant de l’arbre d’entraînement.

Dans l’ensemble de la description et dans les revendications, les termes « avant >>, « arrière >>, « devant >> et « derrière >> sont utilisés pour caractériser des positions relatives dans le référentiel de la machine tournante, l’avant correspondant à l’extrémité de l’arbre munie de la poulie.

Le rotor est monté solidaire en rotation sur l’arbre d’entraînement, par exemple par frettage ou par serrage. Le rotor comporte un bobinage d’excitation.

Le stator est porté par un carter monté à rotation par rapport à l’arbre d’entraînement, par exemple au moyen de roulements disposés de chaque côté du rotor. Le stator entoure le rotor de sorte que, lorsque la machine tournante est en fonctionnement, le rotor tourne à l’intérieur du stator. Le stator comporte en outre un bobinage d’induit.

Le moteur thermique comporte un vilebrequin qui est animé d’un mouvement de rotation lorsque le moteur thermique est en fonctionnement. Le moteur thermique est relié mécaniquement à la machine tournante par un dispositif de transmission du mouvement de rotation du vilebrequin.

Le dispositif de transmission comprend la poulie de la machine tournante, une autre poulie montée solidaire en rotation sur le vilebrequin et une courroie reliant entre elles les deux poulies.

La machine tournante présente un premier mode de fonctionnement dit « générateur >> dans lequel le rotor est entraîné en rotation par le moteur thermique par l’intermédiaire du dispositif de transmission. Le bobinage d’excitation du rotor est dans ce cas alimenté par un courant d’excitation. Sous l’effet de la rotation du rotor, un champ magnétique se crée et un courant induit est généré dans le bobinage d’induit du stator. La machine tournante transforme ainsi l’énergie mécanique provenant du moteur thermique en énergie électrique qui peut être utilisée pour recharger la batterie du véhicule et pour alimenter électriquement le réseau de bord du véhicule. Dans ce premier mode de fonctionnement, la machine tournante se comporte comme un générateur de courant électrique. Une telle machine tournante est appelée « alternateur >>.

Eventuellement, l’alternateur peut être réversible, c’est-à-dire qu’il peut présenter un deuxième mode de fonctionnement dit « moteur >> dans lequel le bobinage d’induit du stator est alimenté pour induire un champ magnétique de manière à mettre en rotation le rotor. Le mouvement de rotation est alors transmis au moteur thermique par l’intermédiaire du dispositif de transmission. La machine tournante transforme ainsi de l’énergie électrique en énergie mécanique pour notamment démarrer le moteur thermique du véhicule automobile. Dans ce deuxième mode de fonctionnement, la machine tournante se comporte comme un moteur électrique. Un tel alternateur réversible est appelé « alterno-démarreur >>.

Dans la suite de la description, l’invention sera décrite pour une application à un alternateur, étant entendu qu’elle peut également être appliquée à d’autres types de machines électriques tournantes telles qu’un alterno-démarreur.

Selon l’invention, la poulie 1 de l’alternateur est équipée d’un flasque de protection 2. Les figures 1A et 1B sont des vues en perspective, considérées respectivement d’avant en arrière et d’arrière en avant, du flasque 2 monté sur la poulie 1 de l’alternateur selon un mode de réalisation l’invention. Le flasque 2 et la poulie 1 peuvent être réalisés dans un même matériau, par exemple en acier. Alternativement, différents matériaux peuvent être utilisés pour fabriqués le flasque 2 et la poulie 1.

La poulie 1 est de forme générale cylindrique d’axe longitudinal X. La poulie 1 comporte une face avant 11 et une face arrière 12 ayant chacune sensiblement la forme d’un disque transversal par rapport à l’axe longitudinal X. La face avant 11 de la poulie 1 est mieux visible sur la figure 3 qui montre en perspective la poulie 1 sans le flasque 2.

La poulie 1 comporte également une surface périphérie 13 sur laquelle la courroie (non représentée) vient se positionner. La surface périphérique 13 s’étend axialement entre la face avant 11 et la face arrière 12 de la poulie 1. Un alésage 14 s’étendant selon l’axe longitudinal X est aménagé au centre de la poulie 1 pour le passage de l’arbre d’entraînement (non représenté) de l’alternateur.

La courroie comporte une bande de roulement venant en contact avec la surface périphérique 13. Dans le mode réalisation de la figure 1, la surface périphérique 13 de la poulie 1 et la bande de roulement de la courroie présentent des nervures 130 de formes complémentaires permettant d’améliorer l’adhérence de la courroie sur la poulie 1.

Le flasque de protection 2 est monté sur l’extrémité avant de la poulie 1. Le flasque 2 a la forme générale d’un disque comprenant une face avant 21 et une face arrière 22. Le flasque 2 présente une symétrie de révolution par rapport à l’axe longitudinal X. Le flasque 2 comporte en outre un alésage 24 central pour le passage de l’arbre d’entraînement de l’alternateur.

La figure 1C est une vue en coupe longitudinale de l’assemblage du flasque 2 et de la poulie 1. La surface périphérique 13 présente un plus grand diamètre D1 correspondant à la plus grande distance mesurée entre deux points de la surface périphérique 13 appartenant à un même axe orthogonal à l’axe longitudinal X. Dans le mode de réalisation de la figure 1A, le plus grand diamètre D1 est mesuré entre deux sommets de nervures 130 diamétralement opposés.

Le flasque 2 présente un diamètre externe D2 supérieur au plus grand diamètre D1 de la surface périphérique 13. Ainsi, le flasque 2 forme un rebord 26 qui empêche la courroie de se déloger tout en offrant une protection contre l’amoncellement de particules indésirables, telles que de la neige ou de la boue, sur la surface périphérique 13 de la poulie 1.

Le rebord 26 formé par le flasque 2 présente une hauteur H définie comme étant la moitié de la différence entre le diamètre externe D2 du flasque 2 et le plus grand diamètre D1 de la poulie 1. De préférence, la hauteur H du rebord 26 est supérieure à 15 mm.

La figure 2 montre plus en détail la face arrière 22 du flasque 2. Avantageusement, le flasque 2 comporte une empreinte 23 disposée en face arrière.

L’extrémité avant de la poulie 1 et l’empreinte 23 du flasque 2 ont des formes complémentaires pour permettre leur emboîtement. Comme mieux visible sur la figure 1C, l’empreinte 23 comporte un fond 231 offrant une surface d’appui à la face avant 11 de la poulie 1. Le fond 231 est prolongé axialement par une paroi interne232 circonférentielle qui débouche sur la face arrière 22 du flasque 2. Cette paroi 232, en coopération avec une portion 131 de la surface périphérique 13, permet de centrer le flasque 2 autour de la poulie 1 afin d’éviter le balourd. Dans ce cas, le flasque 2 et la poulie 1 ont en effet le même axe de rotation, qui correspond à l’axe longitudinal X.

De préférence, la paroi interne 232 de l’empreinte 23 présente une profondeur L suffisante pour permettre de centrer le flasque 2 autour de la poulie 1 La profondeur L de l’empreinte 23 dépend notamment des matériaux, des modes d’obtentions des formes et des procédés d’assemblage du flasque 2 qui sont utilisés. Par exemple, la profondeur L de l’empreinte 23 est au moins égale à 0,5 mm pour un flasque 2 en aluminium usiné et monté sur une poulie 1 en acier. Avantageusement, la profondeur L de l’empreinte 23 est telle qu’elle permet le guidage de la courroie dans les nervures 130 de la poulie 1 en cas de désengagement de la courroie.

Le flasque 2 présente une épaisseur minimale E par exemple mesurée entre le fond 231 de l’empreinte 23 et la face avant 21 du flasque 2. Avantageusement, l’épaisseur minimale E est choisie en fonction du matériau utilisé pour la fabrication du flasque 2 de manière à conférer une rigidité suffisante au flasque 2.

L’empreinte 23 est délimitée par un contour 233 disposé sur la face arrière 22 du flasque 2. Avantageusement, la face arrière 22 du flasque 2 comporte une première surface externe 221 circonférentielle s’étendant radialement depuis le contour 233 de l’empreinte 23 vers la périphérie du flasque 2. Comme mieux visible sur la figure 1C, la première surface externe 221 forme un premier angle A1 avec l’axe longitudinal X pour centrer la courroie sur la surface périphérique 13 de la poulie 1. Cet angle A1 assure le bon positionnement de la courroie pour qu’elle soit alignée avec la poulie du vilebrequin. De préférence, le premier angle A1 est compris entre 45° et 90°.

Les nervures 130 de la paroi périphérique 13 comportent des parois latérales 1300. Selon un mode de réalisation, le premier angle A1 a la même valeur que l’angle formé par les parois latérales 1300 et l’axe longitudinal X. Ainsi, le centrage de la courroie sur la surface périphérique 13 de la poulie 1 est amélioré.

Avantageusement, la première surface 221 est prolongée radialement, vers la périphérie du flasque 2, par une deuxième surface externe 222 circonférentielle. La deuxième surface externe 222 forme un deuxième angle A2 avec l’axe longitudinal X. De préférence, le deuxième angle A2 est inférieur au premier angle A1. Autrement dit, la deuxième surface 222 présente une pente plus faible que la première surface 221. La pente de la deuxième surface 222 permet de renvoyer la courroie sur la surface périphérique 13 si la courroie est amenée à tenter de sortir de la poulie 1. De préférence, le deuxième angle A2 est compris entre 65° et 90°.

Le flasque 2 est monté sur la poulie 1 via des moyens d’assemblage, de préférence réversibles. Ainsi, le flasque 2 étant une pièce rapportée, il peut être enlevé pour permettre la mise en place ou la dépose de la courroie.

Avantageusement, l’extrémité avant de la poulie 1 est dépourvue de rebord afin de faciliter l’installation et le retrait de la courroie ainsi que le montage du flasque 2. La face arrière 12 de la poulie 1 peut présenter un diamètre supérieur à celui de la surface périphérique 13 de manière à former un rebord 120 pour maintenir la courroie en contact avec la surface périphérique 13. De plus, un roulement peut être disposé derrière la poulie 1, ce qui empêche la courroie de se déloger par l’arrière de la poulie 1.

Dans le mode de réalisation de la figure 1A, les moyens d’assemblages comprennent des vis 7 s’agençant dans des trous taraudés 17 pratiqués sur la face avant 11 de la poulie 1. Le flasque 2 comporte alors des ouvertures traversantes 27 pour le passage des vis 7. Le nombre de trous taraudés 17 peut être égal ou supérieur au nombre de vis 7 utilisées pour assembler le flasque 2 sur la poulie 1. Il en va de même pour le nombre d’ouvertures traversantes 27. Le nombre de vis 7 est au moins égal à deux pour assurer un maintien approprié du flasque 2 sur la poulie 1.

Par exemple, les vis 7 sont au nombre de quatre, réparties en deux paires, les vis 7 de chacune des paires étant disposées de manière diamétralement opposée. Les vis 7 de chaque paire forment un axe d’alignement. De préférence, les axes d’alignement des vis 7 sont orthogonaux. Cette configuration permet d’obtenir un équilibrage optimal, ce qui est important pour des pièces amenées à tourner.

Selon un mode de réalisation, les ouvertures traversantes 27 du flasque 2 peuvent également être taraudées. Le maintien du flasque 2 sur la poulie 1 est ainsi amélioré.

Naturellement, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l’invention.

Claims

Revendications

1. Flasque de protection (2) de forme circulaire destiné à être assemblé sur une face avant d’une poulie (1) d’une machine électrique tournante pour un véhicule automobile, la poulie comportant une surface périphérique (13) configurée pour recevoir une courroie, la surface périphérique présentant un plus grand diamètre (D1), le flasque étant caractérisé en ce qu’il présente un diamètre externe (D2) supérieur au plus grand diamètre de la surface périphérique de manière à former un rebord (26) pour maintenir la courroie en liaison avec la surface périphérique.
2. Flasque (2) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’une empreinte (23) est aménagée sur une face arrière (22) du flasque pour l’assemblage du flasque sur la poulie (1), l’empreinte présentant une forme complémentaire à celle d’une extrémité avant de la poulie, l’empreinte comportant un fond (231) destiné à être en contact avec la face avant (21) de la poulie et une paroi interne (232) circonférentielle s’étendant axialement entre le fond de l’empreinte et la face arrière du flasque, la paroi interne étant destinée à coopérer avec une portion (131) de la surface périphérique de la poulie pour centrer le flasque autour de la poulie.
3. Flasque (2) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu’il présente une symétrie de révolution autour d’un axe longitudinal (X), l’empreinte (23) étant délimitée par un contour (233) disposé sur la face arrière (22) du flasque, la face arrière du flasque comportant une première surface externe (221) circonférentielle s’étendant radialement depuis le contour de l’empreinte vers la périphérie du flasque, la première surface externe formant avec l’axe longitudinal un premier angle (A1) compris entre 45°et 90°.
4. Flasque (2) selon la revendication 3 caractérisé en ce que la face arrière (22) du flasque comporte une deuxième surface externe (222) s’étendant radialement dans le prolongement de la première surface externe (221), la deuxième surface externe formant avec l’axe longitudinal (X) un deuxième angle (A2) inférieur au premier angle.
5. Flasque (2) selon la revendication 4 caractérisé en ce que le deuxième angle (A2) est compris entre 65°et 90°.
6. Flasque (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce 5 le rebord (26) formé par le flasque présente une hauteur (H) supérieure à 15 mm.
7. Machine électrique tournante caractérisée en ce qu’elle comporte un flasque (2) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 et une poulie (1) présentant une extrémité avant, la machine comportant en outre des moyens d’assemblage du 10 flasque sur l’extrémité avant de la poulie.
8. Machine selon la revendication 7 caractérisée en ce que les moyens d’assemblage comportent au moins deux vis (7) coopérant avec au moins autant de trous taraudés (17) aménagés sur la face avant de la poulie, le flasque (2)

15 comportant au moins deux ouvertures traversantes (27) pour le passage des vis.
9. Machine selon la revendication 8 caractérisée en ce que les moyens d’assemblage comportent deux paires de vis (7), les vis de chaque paire étant disposées de manière diamétralement opposée.