WO2008062133A2 - Dispositif ventilateur pour machine electrique tournante - Google Patents

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WO2008062133A2
WO2008062133A2 PCT/FR2007/052365 FR2007052365W WO2008062133A2 WO 2008062133 A2 WO2008062133 A2 WO 2008062133A2 FR 2007052365 W FR2007052365 W FR 2007052365W WO 2008062133 A2 WO2008062133 A2 WO 2008062133A2
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fan
fans
fan device
welding
flanges
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PCT/FR2007/052365
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WO2008062133A3 (fr
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Philippe Chiozzi
Claudiu Vasilescu
Michael Emile
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Valeo Equipements Electriques Moteur
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
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    • B23K11/002—Resistance welding; Severing by resistance heating specially adapted for particular articles or work
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
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    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Definitions

  • the invention relates to a fan device for a rotating electrical machine, such as an alternator or alternator-starter, for a given application.
  • the invention aims to overcome this disadvantage.
  • the ventilation device for a rotating electric machine with a rotor such as an alternator or an alternator-starter, comprising at least two individual fans, respectively upper and lower, which are superimposed or fixed one on the other in their axial direction, is characterized in that the upper fan has a smaller outer diameter than the lower fan for to be fixed on a front face of the rotor of the rotating electrical machine.
  • the fan device is produced by assembling at least two fans of specific properties so that the addition of their properties provides a standardization, adaptation or optimization for the given application.
  • the noise produced by the fan device is reduced because this fan device is produced by assembling a first lower fan with a larger diameter and a second smaller fan with a smaller diameter. reduce overall noise and keep harmonics away from overall noise.
  • the second, smaller, upper fan is intended to reduce overall noise, while the first smaller diameter larger fan is intended to keep the harmonics away from the overall noise.
  • the lower fan is a standard type fan optimized for a current power range and the upper fan is an additional fan for higher power ranges.
  • the fan device is characterized in that the two fans are fixed to each other at least partly by riveting. According to one characteristic of the invention, the fan device is characterized in that the fans are fixed to one another at least partly by crimping, in particular by stapling.
  • the fan device is characterized in that the fans are assembled to one another at least partly by welding.
  • the fans comprise centrally perforated flanges and carrying at their outer periphery blades, the fans being assembled to one another by spot welding in different zones distributed over the flanges of the fans and / or on the blades of the fans.
  • the lower fan comprises a plurality of welding pads for its attachment to the rotor of the rotating electrical machine, a plurality of welding points being made at least around a welding pad of the lower fan.
  • the second additional and optional upper fan can be used for the higher power and small volume rotating electrical machines ranges, the first lower fan being a fan of the standard type used in particular for rotating electrical machines produced at high speed. volume.
  • This second fan can be used to provide additional ventilation for more severe applications or more demanding specifications, especially with regard to higher temperatures. This optimizes the fan device.
  • This second upper fan does not unduly increase the noise of the machine because it is smaller in diameter than the first lower fan. Thanks to the second fan it is possible to bring the machine closer to a hot source or to confine a little more the machine.
  • FIG. 1 is an axial sectional view of a rotating electrical machine with internal ventilation equipped a fan device according to the invention
  • Figure 2 is a perspective view of a fan device for a first embodiment according to the invention
  • Figure 3 is a perspective view of a fan device for a second embodiment according to the invention
  • FIG. 4 is a partial view in axial section illustrating the mounting of the fan device of FIG.
  • FIG. 5 is a partial view of Figure 4 showing on a larger scale, without the blades, the central portion of the fan device of Figure 3;
  • - Figures 6, 7, 8 are views similar to Figures 3, 4, 5 for a third embodiment of the ventilation device according to the invention;
  • Figures 9, 11 are views similar to Figures 3, 4, 5 for a fourth embodiment of the ventilation device according to the invention;
  • FIG. 12 is a partial axial sectional view showing the attachment of the lower fan of the fan device on the rear pole wheel of the rotor of Figure 1;
  • FIG. 13 is a view similar to FIG. 6 for a fifth embodiment of the invention;
  • FIG. 14 is a partial front view around a welding pad for mounting welding points of the laser type obtained by successive shots. Description of the invention
  • FIG. 1 shows a rotating electrical machine with internal ventilation, equipped with a fan device 18 according to the invention.
  • the rotating electrical machine consists of a polyphase compact alternator for a motor vehicle with a combustion engine.
  • This alternator comprises a housing 1 and, inside thereof, a rotor 2 of annular form integral with a central shaft 3 and a stator 5 of annular shape, which surrounds the rotor 2.
  • the rotor 2 is here a claw rotor comprising two pole wheels 7, 8 each having an annular transverse flange provided at its outer periphery with claws 9.
  • An excitation winding 10 is implanted in the space delimited radially by the nested claws 9 of the wheels 7, 8 and a central core.
  • This central core is here in two parts each belonging to the flange of one of the wheels 7, 8.
  • the core is distinct from the flanges of the wheels 7, 8.
  • the ends of the winding 10 are connected by wire bonds to slip rings (not referenced) belonging to the rear end of the shaft 3.
  • Brushes (not referenced) belonging to a brush holder 14, are allowed to rub on slip rings.
  • the brush holder 14 is connected to a voltage regulator, here forming an assembly with the brush holder.
  • Permanent magnets can be implanted between the axially oriented teeth, which have the claws 9 at their outer periphery.
  • the rotor 2 is a rotor with salient poles.
  • the stator 5 comprises a body 50, in the form of a bundle of sheets, carrying a polyphase winding 51.
  • the outputs of this winding are connected to least one rectifier bridge 53 of ac current, carrying rectifier elements, such as diodes or MOSFET transistors.
  • the alternator is for example in an embodiment of the three-phase type or alternatively of the double three-phase type, or hexaphase type; The number of phases depending on the applications.
  • the front end of the shaft 3 is secured to a drive member 12 connected by a transmission device to the engine of the vehicle.
  • the member 12 is in one embodiment a gear, the transmission device comprising at least one chain.
  • the drive member consists of a pulley 12 belonging to a transmission device comprising at least one belt.
  • the housing 1 is in at least two parts, namely a front bearing 11 adjacent to the pulley 12 and a rear bearing 13 carrying the brush holder 14, the voltage regulator and the rectifier bridge (s) 53.
  • a cap 54 covers here the brush holder 14, the voltage regulator and the rectifier bridge or bridges.
  • This cover is integral with the rear bearing 13 and is perforated for passage of air.
  • the bearings 11 and 13 each centrally carry a ball bearing for the rotational mounting of the shaft 3.
  • alternator is brushless and slip ring.
  • the alternator also comprises means for cooling its components, in particular the winding 51, the rectifier bridge (s) 53 and the voltage regulator.
  • the bearings 11 and 13, here of hollow form, are perforated to allow the cooling of the machine by internal circulation of a cooling fluid, here of air, and the rotor 2 carries a front fan 16 on the front end face of the front polar wheel 7 and a rear fan device 18 according to the invention.
  • the device 18 is here more powerful than the fan 16 and is mounted on the rear end face 20 of the rotor, that is to say on the outer face of the rear polar wheel 8.
  • the front fan 16 and the rear fan device 18 are mounted on the front faces respectively front and rear which constitute the axial end faces of the rotor 2. These faces are here of transverse orientation relative to the axis XX 'of the shaft 3. This axis XX' constitutes the axis of the machine.
  • This fan 16 and the fan device 18 each carry blades and are here of the centrifugal type.
  • FIG. 1 shows by arrows the flow of air generated by the front fan 16.
  • the fan 16 and the device 18 are of the centripetal or helical centrifugal or axial type.
  • the blades of the fan 16 and the device 18 are therefore configured according to the applications.
  • this alternator transforms mechanical energy into electrical energy when the member 12 is rotated by the engine of the vehicle via the motion transmission device.
  • alternator-starter is reversible and is called alternator-starter.
  • This alternator-starter also transforms electrical energy into mechanical energy to drive the engine and in particular start it.
  • Figure 2 shows a fan device 18 according to the invention according to a first embodiment.
  • This device 18 comprises two fans axially superimposed and assembled to each other, namely an upper fan 22 and a lower fan 23, which is here intended to be assembled for example with the pole wheel 8.
  • the fans 22 and 23 are here metallic and each comprise a flange respectively 24, 25, which is centrally perforated for the passage of the shaft 3 and is provided, distributed around its outer periphery, with blades 26, 27, respectively. 26, 27 are here distributed irregularly for noise reduction.
  • the through hole 28 of the upper fan 22 is defined by an annular flange 29 axially oriented relative to the axis XX 'of the machine. This collar is directed axially in the opposite direction to the flange 25 of the fan 23, which has no flange at its hole and thus has a simplified planar shape.
  • the flange 29 makes it possible to rigidly centralize the fan device 18, in particular when it is turned over to assemble the two fans 22, 23 together, for example by bonding points or by welding points, in particular welding points of the type laser, as described below.
  • the edge of each central hole of the flanges 24, 25 has a pair of notches 32 of identical shape semicircular bottom. These notches are diametrically opposed and of different depth and belong to angular indexing means for angularly indexing the two fans 22, 23 with respect to each other, for example by means of pins (not shown), penetrating complementary manner in the superimposed notches.
  • the modular structure of the fan device 18 according to the invention which consists of at least two individual fans, such as fans 22 and 23, has the advantage of allowing standardization, adaptation of the fan device to various applications and an optimization of these performances with regard to these applications.
  • the lower fan 23 is a fan optimized for a range of large series while the upper fan 22 is additional and optional for ranges of higher power and manufacturing in fewer numbers.
  • the diameter of the lower fan 23 is here greater than the diameter of the upper fan 22. It is the same in the other embodiments.
  • the fan 22 can also be used to provide additional ventilation on more severe applications or more demanding specifications. Therefore, the fan 22 will only be mounted in this case.
  • This fan 22 may comprise in one embodiment only one blade to create an asymmetry and reduce noise.
  • the fan 22 comprises several blades 26 each circumferentially interposed between two blades 27 of the lower fan 23 adjacent to the pole wheel 8. Alternatively, between some consecutive blades 27, there can be provided no blade 26.
  • the lower metal fan 23 is here thicker than the upper metal fan 22, lighter for reducing centrifugal force.
  • the two fans 22, 23 metal have the same thickness.
  • the material of the two fans 22, 23 metal may be identical.
  • the fan 22 is less noble material, that is to say more economical. It all depends on the applications.
  • the invention also allows an acoustic optimization of the fan device. In this case, the two fans 22, 23 will have a different diameter, the diameter of the lower fan 23 being greater than that of the upper fan 22 as best seen in Figure 13.
  • the invention takes advantage of the fact that a fan of a smaller diameter produces a lower overall noise but more emergent rotor harmonics, while a larger diameter fan produces a stronger overall noise, but less noticeable harmonics.
  • the solution proposed by the invention to produce the fan device by assembling at least two fans of different outer diameters allows to have a global noise and harmonics of an intermediate intensity and therefore less important compared to a fan unique of a suitable large diameter. It will be noted from the foregoing that, for the additional and optional fan 22, there is a wide range of features, including thickness, material, number of blades, and diameter. These characteristics depend on the applications. It is the same in the other embodiments.
  • the flanges 24, 25 are of planar shape and are in mechanical and electrical contact with each other.
  • FIGS 3 to 12 illustrate several possibilities of assembly of the two fans 22, 23, one superimposed on the other. These fans are fixed to one another in the axial direction.
  • the two fans 22, 23 are assembled by riveting at 34, the lower fan 23 being fixed on the support face 20 of the rotor 8 of the rotor 2 by welding as described in FIG. figure 12.
  • the flanges 24, 25 each have a projecting central portion 124, 125 (FIG. 5) of transverse orientation with respect to the axis XX 'and axially offset in the opposite direction to the rotor 2.
  • These portions 124 and 125 are annular and are axially offset relative to the remainder of the flanges 24, 25, also of transverse orientation, carrying the blades 26, 27 to accommodate the feet of the rivets 34 and avoid interference with the rotor 2. II is thus formed a cavity housing the feet of the rivets 34.
  • the portions 124 and 125 are in contact with each other and are each connected to the remainder of the flange 24, 25 by non-referenced rounded areas. It will be noted that the portion 125 may be provided in advance with holes for the passage of the rivets 34, the fan 23 being equipped or not with the fan 22.
  • the fan 22 when the fan 22 is associated with the fan 23, in one embodiment it is possible to use a fan 23 with a flat flange and then to make the portion 125. It is the same in FIGS. 9 to 11 described below. Of course, it is possible to carry out the portion 125 in advance when the fan 22 is mounted at the front in place of the front fan 16 provided with such a portion.
  • the angular indexing means between the two fans 22, 23 here consist of holes 132, here diametrically opposed.
  • the portions 124, 125 make it possible to stiffen the flanges 24, 25 of the fans 22, 23.
  • Figures 6 to 11 show an assembly of the two fans by crimping, the inner edge of a flange
  • the radially inner edge of the flange 25 of the lower fan 23 has tabs 36 directed towards the outer periphery of the fans 23 and folded on the outer face 37 of the inner edge of the flange 24 of the upper fan. 22 thus ensuring a clamping assembly.
  • the flange 24 of the fan 22 comprises openings 136 for the passage of the tabs 36 obtained by cutting and folding from the flange 25. More precisely, the lugs 36 are initially radially oriented while being in the plane of the flange 25 of the fan 23 of the standard type.
  • the tabs 36 are folded in an axial direction so that they pass through the openings 136 subsequently.
  • the tabs 36 being folded axially, in a second step the fan 22 is mounted on the tabs 36 in favor of the openings 136, then the tabs 36 are folded radially towards the inside in the direction of the axis XX 'and this on contact the outer face 37 of the flange 24 to clamp the flanges 24, 25 against each other.
  • the clamping tabs 36 are made only when the fan 22 needs to be mounted.
  • the fan 23 can be made with radial tabs 36 cut in the plane of the flange 25 of the fan 23, said fan 23 being intended or not to be equipped with the fan 22.
  • the axial tabs 36 twisted in one embodiment, then constitute additional blades.
  • the flanges 24, 25 have a flat shape and are in contact, here mechanical and electrical, with each other.
  • the inner radial edge of the flange 24 of the upper fan 22 has clamping lugs 39 directed radially inward towards the axis X-X '.
  • the tabs 39 thus extend initially projecting inside the hole 28 through which the shaft 3 passes and come from the material drop produced to create the central hole 28 for passage of the shaft 3.
  • the tabs 39 are then folded axially to mount the portion 124 on the tabs 39. Then the tabs are folded radially outward in the opposite direction relative to the axis XX 'under the inner periphery of the inner edge of the fan 23 to come into clamping contact with the underside 40 of the lower fan 23.
  • the flanges 24, 25 each comprise a central portion of transverse orientation, respectively
  • the internal edges of the fans are constituted by the central annular portions 124, 125.
  • the 22 with tabs 39 is advantageously at least of thickness equal to the lower fan 23.
  • the upper fan 22 with legs 39 is thicker than the lower fan 23.
  • the fan device 18 is alternatively mounted on the front face of the front polar wheel 7 as shown in Figure 11.
  • the machine is alternatively cooled by liquid circulation, such as the engine coolant thermal of the motor vehicle.
  • at least one of the bearings comprises a coolant circulation chamber.
  • the chamber belongs to the rear bearing 13 so that the fan device 18 according to the invention is secured to the front polar wheel 7 and that the rotor is devoid of a fan at its rear pole wheel 8.
  • the front bearing is of flat shape, as in the document FR 2 749 109, the rear bearing comprising the liquid circulation chamber, while the rear polar wheel carries the device 18 with axial action, the blades 26, 27 being configured accordingly.
  • the front fan 16 is eliminated and the device 18 conserved, the cooling being air circulation as in Figure 1. This is made possible by the presence of the optional fan 22.
  • the fan 23, of the standard type for example comprises a plurality of welding pads, advantageously regularly distributed, for its assembly by electric welding, for example to the pole wheel 8 or alternatively to the wheel 7.
  • FIG. 12 illustrates a welding assembly method for both the two fans 22 and 23 and the device 18 assembled to the rotor 8 of the rotor 2.
  • the assembly is carried out at a number of zones such as the zone 139 of Figure 12, evenly distributed on the surface of the flanges of the fans.
  • the flange 25 of the lower fan 23 is deformed by stamping to form a plurality of solder pads 140 each having an annular bead 41 having a generally V-shaped cross-section with a rounded apex 42 in contact with the lower face of the flange 24 of the upper fan 22.
  • the annular top of the bead 41 is in contact with the face 20 of the pole wheel 8.
  • the two fans 22, 23 are assembled to one another by spot welding.
  • Spot welding is in one embodiment of the laser type. This type of laser welding is used in the embodiment of Figure 2, while in the other embodiments is carried out by riveting or crimping.
  • the fan device is fixed by electric welding on the pole wheel 8 by means of welding electrodes 45. During the electric welding, is exerted with each electrode 45 a pressure on the outer face of the flange 24 of the fan 22 and the electric current is transmitted to the flange 25 of the fan 23 and the studs 140.
  • Each stud 140 in contact with its bead 41 with the wheel face polar bottom, and is welded on the wheel 8 which, of course, must be a weldable material.
  • wheels 7, 8 are made of metal made of ferromagnetic material, for example mild steel.
  • the fans 22, 23 are also made of metal and of weldable material. The fans are for example steel.
  • the assembly of the fans 22, 23 of Figure 2 is for example made using a fixed support and a pressing member.
  • the two superimposed fans are mounted upside down on a protuberance of the fixed support, the upper face of the flange 24 of the fan 22 being in contact with this protuberance.
  • the pressing member is used on the lower face of the flange 25 of the fan 23 to clamp the two fans between the protuberance of the fixed support and the pressing member.
  • any other method of assembling the fans may be used, for example by riveting, the rotor having extruded rivets for assembling the correspondingly perforated fans.
  • the number of tabs 36, 39, rivets 34 and pads 140 depends on the applications.
  • Figures 9 to 11 can be replaced two tabs 39 by an assembly with two rivets 34 as in Figures 3 to 5 or by two points of bonding or welding for example of the laser type. It is possible in FIGS. 6 to 8 to replace two lugs 36 and two openings 136 by two welding points, for example of the laser type.
  • FIG. 2 with welding points of the laser type can be combined with those of the other figures.
  • welding pads 140 are thus implanted on a circumference of diameter greater than that of rivets 34 or tabs 39.
  • the welding pads 140 are implanted on a circumference with a diameter greater than or equal to that of the ends of the tabs 36.
  • the blades 26 of the additional and optional fan 22 may be modified for better adaptation. or better performance optimization.
  • the blades of the fan 22 are shortened.
  • the blades 126 of the fan 22 are shorter so that the external diameter of the fan 22, which corresponds to the external diameter of its blades 126 is less than that of the fan 23. This arrangement is applicable to the other embodiments.
  • the flange 24 of the upper fan is perforated at the level of each solder pad 140 for direct access of the electrodes 45 and supports them on the upper face of the solder pads 140.
  • the fan 22 may be based on plastic or a thermally insulating layer may be inserted between the two flanges.
  • Fast and accurate laser spot welding can be achieved with at least two successive shots to reduce laser power and reduce laser costs.
  • a good compromise is achieved by performing spot welding 43 using three successive rapid shots arranged at the top of a triangle as shown in FIG.
  • welding points can be made away from the welding pads, for example at the blades of the fans and / or at the inner periphery of the flanges.
  • a plurality of additional welding points 43 of the successive shot laser type can be made at least around a welding pad 140.
  • the number of points 43 is four in FIG. 14.
  • this number is different from four, for example equal to 2, 3 or 5.
  • the fan 22 is divided into at least two parts, each of which is attached to the flange 25, for example by spot welding 43.
  • the present invention makes it possible not to unduly increase the noise of the fan device and of the rotating electrical machine.
  • a claw rotor of a rotating electric machine of a motor vehicle has 12, 14 or 16 claws respectively 6, 7 or 8 claws per pole wheel 7, 8 and other
  • the rotor is magnetized when the excitation winding 10 is electrically powered.
  • North poles and six South poles are formed when a twelve claw rotor is magnetized.
  • each fan 22, 23 comprises nine blades as in Figure 2
  • for a twelve-claw rotor of 99 mm external diameter equipped with a lower fan of the standard type of external diameter of 94 mm overall and an upper fan with an external diameter of 86 mm decreases the overall sound power level by 1 dB (decibel) compared to a solution with two fans each stacked nine blades and 94 mm external diameter for the same rotor six claws of 99 mm external diameter.
  • the diameter ratio between the external fan and the lower fan is therefore 91% overall.
  • the diameter ratio between the external fan and the lower fan is in this case generally 90%.
  • the same fan of 94 mm external diameter can thus equip three rotating electrical machines
  • each fan 22, 23 has eight blades as in Figure 3.
  • the lower fan can have twelve blades and the upper fan eight blades
  • the upper fan may therefore have the same number of blades as the lower fan, or a smaller or larger number of blades than the lower fan.
  • the optimized lower fan 23 may have 10, 11, or 12 blades.
  • the external diameter of the fans is the most important parameter for obtaining, according to the invention, a good ventilation performance and a reduction in noise compared to a solution with two superimposed fans of the same external diameter which is itself noisier than a solution to a single fan less efficient in terms of cooling.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif ventilateur pour machine électrique tournante dotée d'un rotor comportant au moins deux ventilateurs individuels (22, 23), respectivement supérieur et inférieur, qui sont superposés ou fixés l'un sur l'autre dans leur direction axiale, le ventilateur supérieur (22) présentant un diamètre extérieur plus petit que le ventilateur inférieur (23) destiné à être fixé sur une face frontale du rotor (de la machine électrique tournante. L'invention est utilisable dans les alternateurs ou les alterno-démarreurs de véhicule automobiles.

Description

«Dispositif ventilateur pour machine électrique tournante»
Domaine de l'invention
L'invention concerne un dispositif ventilateur pour machine électrique tournante, tel qu'un alternateur ou un alterno-démarreur, destiné à une application donnée.
Etat de la technique
II est connu pour chaque un nouveau développement de machine électrique tournante de créer un nouveau dispositif ventilateur en donnant à celui-ci une configuration individuelle appropriée. Ainsi pour des machines électriques tournantes produites à grand volume on crée un dispositif ventilateur spécifique. Il en est de même pour les machines électriques tournantes produites à petit volume, notamment pour des applications plus sévères que celles à grand volume. Cela ne permet pas de couvrir plusieurs gammes de machine électrique tournante.
Ces dispositifs connus ne constituent donc pas des solutions satisfaisantes au problème d'adaptation et d'optimisation des dispositifs ventilateurs pour plusieurs gammes de machine électrique tournante.
Objet de l'invention
L'invention a pour but de pallier cet inconvénient.
Pour atteindre ce but le dispositif de ventilation pour machine électrique tournante dotée d'un rotor, tel qu'un alternateur ou un alterno-démarreur, comportant au moins deux ventilateurs individuels, respectivement supérieur et inférieur, qui sont superposés ou fixés l'un sur l'autre dans leur direction axiale, est caractérisé en ce que le ventilateur supérieur présente un diamètre extérieur plus petit que le ventilateur inférieur destiné à être fixé sur une face frontale du rotor de la machine électrique tournante.
Ainsi selon l'invention on réalise le dispositif ventilateur par assemblage d'au moins deux ventilateurs de propriétés spécifiques de façon que l'addition de leurs propriétés procure une standardisation, adaptation ou optimisation pour l'application donnée.
Grâce à l'invention on diminue le bruit produit par le dispositif ventilateur, car ce dispositif ventilateur est réalisé par assemblage d'un premier ventilateur inférieur d'un diamètre plus grand et d'un second ventilateur supérieur d'un diamètre plus faible, pour réduire le bruit global et éloigner les harmoniques du bruit global . Plus précisément le second ventilateur supérieur, d'un diamètre plus faible, est destiné à réduire le bruit global, tandis que le premier ventilateur inférieur d'un diamètre plus grand est destiné à éloigner les harmoniques du bruit global .
En outre selon encore un autre caractéristique de l'invention, le ventilateur inférieur est un ventilateur du type standard optimisé pour une gamme de puissance courante et le ventilateur supérieur est un ventilateur additionnel pour des gammes de plus forte puissance.
Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif ventilateur est caractérisé en ce que les deux ventilateurs sont fixés l'un à l'autre au moins en partie par rivetage. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif ventilateur est caractérisé en ce que les ventilateurs sont fixés l'un à l'autre au moins en partie par sertissage, notamment par agrafage.
Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif ventilateur est caractérisé en ce que les ventilateurs sont assemblés l'un à l'autre au moins en partie par soudage. Selon une caractéristique de l'invention les ventilateurs comportent des flasques troués centralement et portant à leur périphérie externe des pales, les ventilateurs étant assemblés l'un à l'autre par soudage par points dans différentes zones réparties sur les flasques des ventilateurs et/ ou sur les pales des ventilateurs.
Selon une caractéristique de l'invention le ventilateur inférieur comporte une pluralité de plots de soudage pour sa fixation sur le rotor de la machine électrique tournante, une pluralité de points de soudage étant réalisée au moins autour d'un plot de soudage du ventilateur inférieur.
Bien entendu ces caractéristiques sont à considérer isolément ou en combinaison. Grâce à ces caractéristiques le second ventilateur supérieur additionnel et optionnel peut être utilisé pour les gammes de machines électriques tournantes de plus fortes puissances et à petit volumes, le premier ventilateur inférieur étant un ventilateur du type standard utilisé notamment pour des machines électriques tournantes produites à grand volume .
Ce second ventilateur peut être utilisé pour apporter un surcroît de ventilation pour des applications plus sévères ou des cahiers des charges plus exigeants, notamment en ce qui concerne les températures plus élevées. On optimise ainsi le dispositif ventilateur.
Ce second ventilateur supérieur n'augmente pas outre mesure le bruit de la machine du fait qu'il est de diamètre inférieur au premier ventilateur inférieur. Grâce au second ventilateur on peut donc rapprocher la machine d'une source chaude ou confiner un peut plus la machine .
Brève description des dessins
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une machine électrique tournante à ventilation interne équipée d'un dispositif ventilateur selon l'invention ; la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif ventilateur pour un premier mode de réalisation selon l'invention ; la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif ventilateur pour un second mode de réalisation selon l'invention ;
- la figure 4 est une vue partielle en coupe axiale illustrant le montage du dispositif ventilateur de la figure
3 sur la roue polaire arrière du rotor de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue partielle de la figure 4 montrant à plus grande échelle, sans les pales, la partie centrale du dispositif ventilateur de la figure 3 ; - les figures 6, 7, 8 sont des vues analogues aux figures 3, 4, 5 pour un troisième mode de réalisation du dispositif de ventilation selon l'invention ; les figures 9, 10 11 sont des vues analogues aux figures 3, 4, 5 pour un quatrième mode de réalisation du dispositif de ventilation selon l'invention ;
- la figure 12 est une vue partielle en coupe axiale montrant la fixation du ventilateur inférieur du dispositif ventilateur sur la roue polaire arrière du rotor de la figure 1 ; - la figure 13 est une vue analogue à la figure 6 pour un cinquième mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 14 est une vue partielle de face autour d'un plot de soudage pour monter des points de soudage du type laser obtenus par tirs successifs. Description de l'invention
Dans les figures les éléments identiques ou similaires seront affectés des mêmes signes de référence. La figure 1 montre une machine électrique tournante à ventilation interne, équipée d'un dispositif ventilateur 18 selon l'invention. Dans cette figure la machine électrique tournante consiste en un alternateur compact polyphasé pour un véhicule automobile à moteur thermique. Cet alternateur comporte un carter 1 et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor 2 de forme annulaire solidaire d'un arbre central 3 et un stator 5 de forme annulaire, qui entoure le rotor 2. Le rotor 2 est ici un rotor à griffes comprenant deux roues polaires 7, 8 présentant chacune un flasque transversal de forme annulaire pourvu à sa périphérie extérieure de griffes 9. Un bobinage 10 d'excitation est implanté dans l'espace délimité radialement par les griffes 9 imbriquées des roues 7, 8 et un noyau central.
Ce noyau central est ici en deux parties appartenant chacune au flasque de l'une des roues 7, 8. En variante le noyau est distinct des flasques des roues 7,8.
Les extrémités du bobinage 10 sont reliées par des liaisons filaires à des bagues collectrices (non référencées) appartenant à l'extrémité arrière de l'arbre 3. Des balais (non référencés) appartenant à un porte-balais 14, sont admis à frotter sur les bagues collectrices. Le porte-balais 14 est relié à un régulateur de tension, ici formant un ensemble avec le porte-balais.
Des aimants permanents peuvent être implantés entre les dents d'orientation axiale, que présentent les griffes 9 à leur périphérie externe.
En variante le rotor 2 est un rotor à pôles saillants. Le stator 5 comporte un corps 50, sous la forme d'un paquet de tôles, portant un bobinage polyphasé 51. Les sorties de ce bobinage, dont l'une 52 est visible dans la partie basse de la figure 1, sont reliées à au moins un pont redresseur 53 de courant alternatif en courant continu, portant des éléments redresseurs, tel que des diodes ou des transistors de type MOSFET. L'alternateur est par exemple dans un mode de réalisation du type triphasé ou en variante du type double triphasé, ou hexaphasé; Le nombre de phases dépendant des applications. L'extrémité avant de l'arbre 3 est solidaire d'un organe d'entraînement 12 relié par un dispositif de transmission au moteur thermique du véhicule. L'organe 12 est dans un mode de réalisation un engrenage, le dispositif de transmission comportant au moins une chaîne. Ici l'organe d'entraînement consiste en une poulie 12 appartenant à un dispositif de transmission comportant au moins une courroie.
Le carter 1 est en au moins deux deux parties, à savoir un palier avant 11 adjacent à la poulie 12 et un palier arrière 13 portant le porte-balais 14, le régulateur de tension et le ou les ponts redresseurs 53.
Un capot 54 coiffe ici le porte-balais 14, le régulateur de tension et le ou les ponts redresseurs.
Ce capot est solidaire du palier arrière 13 et est ajouré pour passage de l'air. Les paliers 11 et 13 portent chacun centralement un roulement à billes pour le montage rotatif de l'arbre 3.
En variante l'alternateur est sans balais et sans bague collectrice.
L'alternateur comporte aussi des moyens de refroidissement de ses composants, notamment du bobinage 51, du ou des ponts redresseurs 53 et du régulateur de tension. A cette fin, les paliers 11 et 13, ici de forme creuse, sont ajourés pour permettre le refroidissement de la machine par circulation interne d'un fluide de refroidissement, ici de l'air, et le rotor 2 porte un ventilateur avant 16 sur la face frontale avant de la roue polaire avant 7 et un dispositif ventilateur arrière 18 selon l'invention. Le dispositif 18 est ici plus puissant que le ventilateur 16 et est monté sur la face frontale arrière 20 du rotor, c'est-à- dire sur la face externe de la roue polaire arrière 8.
D'une manière générale le ventilateur avant 16 et le dispositif ventilateur arrière 18 se montent sur les faces frontales respectivement avant et arrière qui constituent les faces d'extrémités axiales du rotor 2. Ces faces sont ici d'orientation transversale par rapport à l'axe X-X' de l'arbre 3. Cet axe X-X' constitue l'axe de la machine.
Ce ventilateur 16 et le dispositif ventilateur 18 portent chacun des pales et sont ici du type centrifuge.
On a représenté à la figure 1 par des flèches la circulation de l'air engendrée par le ventilateur avant 16.
En variante le ventilateur 16 et le dispositif 18 sont du type centripète ou hélico centrifuge ou axial. Les pales du ventilateur 16 et du dispositif 18 sont donc configurées selon les applications.
Etant donné que l'invention concerne spécifiquement le dispositif ventilateur 18 et non pas la structure générale de la machine, il n'est pas nécessaire de décrire celle-ci plus en détail et ceci d'autant moins qu'elle est connue en soi. Pour mémoire on rappellera que cet alternateur avec ou sans balais transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique lorsque l'organe 12 est entraîné en rotation par le moteur thermique du véhicule via le dispositif de transmission de mouvement.
En variante l'alternateur est réversible et est appelé alterno-démarreur . Cet alterno-démarreur transforme également de l'énergie électrique en énergie mécanique pour entraîner le moteur thermique et notamment démarrer celui - ci.
La figure 2 montre un dispositif ventilateur 18 conforme à l'invention selon un premier mode de réalisation.
Ce dispositif 18 comporte deux ventilateurs superposés axialement et assemblés l'un à l'autre, à savoir un ventilateur supérieur 22 et un ventilateur inférieur 23, qui est ici destiné à être assemblé par exemple avec la roue polaire 8.
Les ventilateurs 22 et 23 sont ici métalliques et comportent chacun un flasque respectivement 24, 25, qui est troué centralement pour le passage de l'arbre 3 et est pourvu, répartie autour de sa périphérie externe, de pales respectivement 26, 27. Ces pales 26, 27 sont ici réparties de manière irrégulière pour réduction des bruits. Le trou de passage 28 du ventilateur supérieur 22 est délimité par une collerette annulaire 29 d'orientation axiale par rapport à l'axe X-X' de la machine. Cette collerette est dirigée axialement en sens opposé au flasque 25 du ventilateur 23, qui est dépourvu de collerette au niveau de son trou et a ainsi une forme plane simplifiée. La collerette 29 permet de rigidifier centralement le dispositif ventilateur 18, notamment lorsqu'on retourne celui-ci pour assembler ensemble les deux ventilateurs 22, 23 par exemple par des points de collage ou par des points de soudage, notamment des points de soudage du type laser, de manière décrite ci-après. Il est encore à noter que le bord de chaque trou central des flasques 24, 25 présente une paire d'encoches 32 de forme identique à fond semi- circulaire. Ces encoches sont diamétralement opposées et de profondeur différente et appartiennent à des moyens d'indexation angulaire pour indexer angulairement les deux ventilateurs 22, 23 l'un par rapport à l'autre, par exemple à l'aide de goupilles (non représentées), pénétrant de manière complémentaire dans les encoches superposées.
La structure modulaire du dispositif ventilateur 18 selon l'invention, qui se compose d'au moins deux ventilateurs individuels, tels que des ventilateurs 22 et 23, présente l'avantage de permettre une standardisation, une adaptation du dispositif ventilateur à des applications diverses et une optimisation de ces performance à l'égard de ces applications.
Conformément à l'invention, pour obtenir une standardisation, le ventilateur inférieur 23 est un ventilateur optimisé pour une gamme de grande série tandis que le ventilateur supérieur 22 est additionnel et optionnel pour des gammes de plus forte puissance et de fabrication en moins grand nombre. Le diamètre du ventilateur inférieur 23 est ici supérieur au diamètre du ventilateur supérieur 22. II en est de même dans les autres modes de réalisation. Le ventilateur 22 peut aussi être utilisé pour apporter un surcroît de ventilation sur des applications plus sévères ou des cahiers de charges plus exigeants. Par conséquent, le ventilateur 22 ne sera monté que dans ce cas.
Ce ventilateur 22 peut comporter dans un mode de réalisation qu'une seule pale pour créer une dissymétrie et réduire les bruits. Ici le ventilateur 22 comporte plusieurs pales 26 intercalées chacune circonférentielement entre deux pales 27 du ventilateur inférieur 23 adjacent à la roue polaire 8. En variante, entre certaines pales consécutives 27, il peut être prévu aucune pale 26. Le ventilateur métallique inférieur 23 est ici plus épais que le ventilateur métallique supérieur 22, plus léger pour réduction de la force centrifuge.
En variante les deux ventilateurs 22, 23 métalliques ont la même épaisseur. La matière des deux ventilateurs 22, 23 métalliques peut être identique. En variante le ventilateur 22 est en matière moins noble, c'est-à-dire plus économique. Tout dépend des applications. L'invention permet aussi une optimisation acoustique du dispositif ventilateur. Dans ce cas, les deux ventilateurs 22, 23 auront un diamètre différent, le diamètre du ventilateur inférieur 23 étant supérieur à celui du ventilateur supérieur 22 comme mieux visible à la figure 13. L'invention tire profit du fait qu'un ventilateur d'un plus petit diamètre produit un bruit global plus faible mais des harmoniques rotor plus émergeantes, alors qu'un ventilateur d'un plus grand diamètre produit un bruit global plus fort, mais des harmoniques moins perceptibles.
Ainsi, la solution proposée par l'invention de réaliser le dispositif ventilateur par assemblage d'au moins deux ventilateurs de diamètres extérieurs différents permet d'avoir un bruit global et des harmoniques d'une intensité intermédiaire et donc moins importante par rapport à un ventilateur unique d'un diamètre important approprié. On notera de ce qui précède que, pour le ventilateur aditionel et optionnel 22, l'on a un grand choix de caractéristiques, notamment, l'épaisseur, la matière, le nombre de pales et le diamètre. Ces caractéristiques dépendent des applications. Il en est de même dans les autres exemples de réalisation.
Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2 les flasques 24, 25 sont de forme plane et sont en contact mécanique et électrique l'un avec l'autre.
Les figures 3 à 12 illustrent plusieurs possibilités d'assemblage des deux ventilateurs 22, 23, l'un superposé à l'autre. Ces ventilateurs sont fixés l'un sur l'autre dans la direction axiale.
Selon le mode de réalisation des figures 3 à 5, les deux ventilateurs 22, 23 sont assemblés par rivetage en 34, le ventilateur 23 inférieur étant fixé sur la face de support 20 de la roue polaire 8 du rotor 2 par soudage comme décrit à la figure 12.
Pour ce faire les flasques 24, 25 présentent chacun une portion centrale saillante respectivement 124, 125 (figure 5) d'orientation transversale par rapport à l'axe X- X' et décalée axialement en direction opposée au rotor 2. Ces portions 124 et 125 sont des forme annulaire et sont décalées axialement par rapport au reste des flasques 24, 25, également d'orientation transverale, portants les pales 26, 27 pour pouvoir loger les pieds des rivets 34 et éviter une interférence avec le rotor 2. II est formé ainsi une cavité de logement des pieds des rivets 34.
Les portions 124 et 125 sont en contact l'une avec l'autre et se raccordent chacune au reste du flasque concerné 24, 25 par des zones arrondies non référencées. On notera que la portion 125 peut être dotée par avance des trous pour le passage des rivets 34, le ventilateur 23 étant équipé ou non du ventilateur 22.
Bien entendu lorsque le ventilateur 22 est associé au ventilateur 23 on peut dans un mode de réalisation utiliser un ventilateur 23 à flasque plan puis réaliser la portion 125. Il en est de même dans les figures 9 à 11 décrites ci- après . Bien entendu on peut réaliser par avance la portion 125 lorsque le ventilateur 22 se monte à l'avant à la place du ventilateur avant 16 pourvu d'une telle portion.
On peut donc utiliser un ventilateur avant. Les flasques 24, 25 sont en contact l'un avec l'autre.
Les moyens d'indexation angulaire entre les deux ventilateurs 22, 23 consistent ici en des trous 132, ici diamétralement opposés .
Les portions 124, 125 permettent de rigidifier les flasques 24, 25 des ventilateurs 22, 23.
Les figures 6 à 11 montrent un assemblage des deux ventilateurs par sertissage, le bord interne d'un flasque
24, 25 de l'un des ventilateurs 22, 23 comportant des pattes de serrage recourbées et repliées sur ou sous le bord interne adjacent du flasque de l'autre ventilateur.
Dans le mode de réalisation des figures 6 à 8, le bord radialement interne du flasque 25 du ventilateur inférieur 23 comporte des pattes 36 dirigées vers la périphérie externe du ventilateurs 23 et repliées sur la face extérieure 37 du bord interne du flasque 24 du ventilateur supérieur 22 en assurant ainsi un assemblage par serrage.
A cet effet le flasque 24 du ventilateur 22 comporte des ouvertures 136 pour le passage des pattes 36 obtenues par découpe et pliage à partir du flasque 25. Plus précisément les pattes 36 sont initialement d'orientation radiale en étant dans le plan du flasque 25 du ventilateur 23 du type standard.
Lorsque l'on veut monter le ventilateur 22, dans une première étape on plie selon une direction axiale les pattes 36 pour que celles-ci traversent ultérieurement les ouvertures 136.
Les pattes 36 étant pliées axialement, dans une deuxième étape on monte le ventilateur 22 sur les pattes 36 à la faveur des ouvertures 136, puis on replie radialement vers l'intérieur les pattes 36 en direction de l'axe X-X' et ce au contact de la face externe 37 du flasque 24 pour serrer les flasques 24, 25 l'un contre l'autre. Les pattes 36 de serrage sont dans un mode de réalisation réalisées uniquement lorsque l'on a besoin de monter le ventilateur 22.
En variante on peut réaliser le ventilateur 23 avec des pattes 36 radiales découpées dans le plan du flasque 25 du ventilateur 23, ledit ventilateur 23 étant destiné ou non à être équipé du ventilateur 22.
En variante on peut même plier les pattes axialement, voir même ensuite les vriller dans le cas ou le ventilateur 23 n'est pas équipé du ventilateur 22.
Les pattes 36 axiales, vrillées dans un mode de réalisation, constituent alors des pales supplémentaires.
En variante on peut rapporter sur les pattes axiales 36 non repliées des pales. Par exemple on peut souder des pales supplémentaires sur l'extrémité axiale libre des pattes 36.
Les flasque 24, 25 ont une forme plane et sont en contact, ici mécanique et électrique, l'un avec l'autre.
Dans le mode de réalisation des figures 9 à 11, le bord radial intérieur du flasque 24 du ventilateur supérieur 22 comporte des pattes 39 de serrage dirigées radialement vers l'intérieur en direction de l'axe X-X'.
Les pattes 39 s'étendent donc initialement en saillie à l'intérieur du trou 28 de passage de l'arbre 3 et sont issues de la chute de matière réalisée pour créer le trou central 28 de passage de l'arbre 3.
Les pattes 39 sont ensuite pliées axialement pour montage de la portion 124 sur les pattes 39. Ensuite les pattes sont repliés radialement vers l'extérieur en direction opposée par rapport à l'axe X-X' sous la périphérie interne du bord interne du ventilateur 23 pour venir en contact de serrage avec la face inférieure 40 du ventilateur inférieur 23.
Bien entendu, comme dans le mode de réalisation des figures 3 à 5, les flasques 24, 25 comportent chacun une portion centrale d'orientation transversale, respectivement
124, 125, décalée axialement en direction opposée au rotor pour créer une cavité de logement des pattes 39 repliées. Les bords internes des ventilateurs sont donc constitués par les portions centrales annulaires 124, 125.
Dans ce mode de réalisation le ventilateur supérieur
22 à pattes 39 est avantageusement au moins d'épaisseur égale au ventilateur inférieur 23. Dans un mode de réalisation le ventilateur supérieur 22 à pattes 39 est plus épais que le ventilateur inférieur 23.
Dans les modes de réalisation des figures 3 à 11 il est donc réalisé un assemblage par agrafage ; les pattes 36, 39 constituants des agrafes.
Bien entendu dans tous les cas le dispositif ventilateur 18 est en variante monté sur la face frontale de la roue polaire avant 7 comme indiqué à la figure 11. La machine est en variante refroidie par circulation de liquide, tel que le liquide de refroidissement du moteur thermique du véhicule automobile. A cet effet l'un au moins des paliers comporte une chambre de circulation du liquide de refroidissement. Par exemple la chambre appartient au palier arrière 13 en sorte que le dispositif ventilateur 18 selon l'invention est solidarisé à la roue polaire avant 7 et que le rotor est dépourvu de ventilateur au niveau de sa roue polaire arrière 8. L'inverse est également possible, c'est-à-dire pas de ventilateur au niveau de la roue avant 7, le palier avant comportant la chambre de circulation du liquide de refroidissement, tandis que la roue polaire arrière porte le dispositif 18. En variante le palier avant est de forme plate, comme dans le document FR 2 749 109, le palier arrière comportant la chambre de circulation du liquide, tandis que la roue polaire arrière porte le dispositif 18 à action axiale, les pales 26, 27 étant configurées en conséquence.
En variante le ventilateur avant 16 est supprimé et le dispositif 18 conservé, le refroidissement étant à circulation d'air comme à la figure 1. Cela est rendu possible grâce à la présence du ventilateur optionnel 22.
Le ventilateur 23, du type standard comporte par exemple une pluralité de plots de soudage, avantageusement répartis de manière régulière, pour son assemblage par soudage électrique par exemple à la roue polaire 8 ou en variante à la roue 7.
Ainsi la figure 12 illustre une méthode d'assemblage par soudage à la fois des deux ventilateurs 22 et 23 et du dispositif 18 assemblé à la roue polaire 8 du rotor 2. L'assemblage est effectué à un certain nombre de zones telles que la zone 139 de la figure 12, régulièrement réparties sur la surface des flasques des ventilateurs. Dans chaque zone d'assemblage par soudage 139, le flasque 25 du ventilateur inférieur 23 est déformé par emboutissage pour former une pluralité de plots 140 de soudage présentant chacun frontalement un bourrelet annulaire 41 dont la section est globalement en forme de V avec un sommet arrondi 42 en contact avec la face inférieure du flasque 24 du ventilateur supérieur 22. Le sommet annulaire du bourrelet 41 est en contact avec la face 20 de la roue polaire 8.
Dans une première étape d'assemblage, les deux ventilateurs 22, 23 sont assemblés l'un à l'autre par soudage par points. Ainsi est créé un certain nombre de points de soudage 43 autour de chaque plot 140. Le soudage par points est dans un mode de réalisation du type laser. Ce type de soudage laser est utilisé dans le mode de réalisation de la figure 2, tandis que dans les autres modes de réalisation on procède à un assemblage par rivetage ou sertissage. Puis, comme le montre la figure 12, le dispositif ventilateur est fixé par soudage électrique sur la roue polaire 8 à l'aide d'électrodes de soudage 45. Lors du soudage électrique, on exerce à l'aide de chaque électrode 45 une pression sur la face externe du flasque 24 du ventilateur 22 et le courant électrique est transmis au flasque 25 du ventilateur 23 et aux plots 140. Chaque plot 140, en contact par son bourrelet 41 avec la face de la roue polaire fond, et se soude sur la roue 8 qui, bien entendu, doit être en un matériau soudable.
Ici les roues 7, 8 sont métalliques en étant en matériau ferromagnétique, par exemple en acier doux. Les ventilateurs 22, 23 sont également métalliques et en matière soudable. Les ventilateurs sont par exemple en acier.
On notera que l'on arrête ici le soudage laser au raz de la face supérieure du ventilateur 22. L'assemblage des ventilateurs 22, 23 de la figure 2 est par exemple réalisé à l'aide d'un support fixe et d'un organe presseur.
Dans une première étape on monte les deux ventilateurs superposés à l'envers sur une protubérance du support fixe, la face supérieure du flasque 24 du ventilateur 22 étant en contact avec cette protubérance.
Dans une deuxième étape on faire intervenir l'organe presseur sur la face inférieur du flasque 25 du ventilateur 23 pour serrer les deux ventilateurs entre la protubérance du support fixe et l'organe presseur.
Ensuite on procède au soudage laser des deux ventilateurs comme visible en 43 à la figure 12.
Après formation du dispositif ventilateur 18 on procède au soudage électrique comme décrit dans la figure 12.
Bien entendu, toute autre méthode d'assemblage des ventilateurs peut être utilisée, par exemple par rivetage, le rotor comportant des rivets extrudés pour l'assemblage des ventilateurs troués en conséquence. Bien entendu le nombre de pattes 36, 39, de rivets 34 et de plots 140 dépend des applications.
Dans les modes de réalisations quatre rivets 34 et quatre pattes 36, 39 sont utilisés.
Cela dépend bien entendu des diamètres. Ainsi on peut concevoir des réalisations à 2 ou 3 points de fixation, ou à plus de quatre points de fixation, par exemple 6 points de fixation.
Toutes les combinaisons sont possibles. Ainsi dans les figures 9 à 11 on peut remplacer deux pattes 39 par un assemblage à deux rivets 34 comme dans les figures 3 à 5 ou par deux points de collage ou de soudage par exemple du type laser. On peut dans les figures 6 à 8 remplacer deux pattes 36 et deux ouvertures 136 par deux points de soudage par exemple du type laser.
Ainsi qu'il ressort de la description et des dessins on peut combiner le mode de réalisation de la figure 2 à points de soudage du type laser avec ceux des autres figures .
Ainsi à la figure 3 ou à la figure 9 on ajoute des points de soudage du type laser supplémentaires ou des points de fixation de colle des deux flasques en dehors des portions 124, 125.
Dans ces figures les plots de soudage 140 sont donc implantés sur une circonférence de diamètre supérieur à celui des rivets 34 ou des pattes 39.
Il en est de même dans la figure 6, les points de fixation supplémentaires étant situés à l'écart des pattes 36 et des ouvertures 136.
Dans cette figure 6 les plots de soudage 140 sont implantés sur une circonférence de diamètre supérieur ou égal à celui des extrémités des pattes 36. Bien entendu, en fonction des applications on peut modifier les pales 26 du ventilateur additionnel et optionnel 22 pour une meilleure adaptation ou une meilleure optimisation des performances.
Ainsi dans le mode de réalisation de la figure 13 on a raccourcit les pales du ventilateur 22. Dans cette figure les pales 126 du ventilateur 22 sont plus courtes en sorte que le diamètre externe du ventilateur 22, qui correspond au diamètre externe de ses pales 126, est inférieur à celui du ventilateur 23. Cette disposition est applicable aux autres modes de réalisation.
Dans tous les cas des points de fixations supplémentaires par collage ou soudage peuvent être rajoutés notamment au niveau des zones de recouvrement des pales 26- 27 ou 126-27.
En variante le flasque 24 du ventilateur supérieur est troué au niveau de chaque plot de soudage 140 pour accès direct des électrodes 45 et appui de celles-ci sur la face supérieur des plots de soudage 140.
Dans ce cas le ventilateur 22 peut être à base de matière plastique ou une couche thermiquement isolant peut être intercalée entre les deux flasques.
Le soudage par points du type laser rapide et précis peut être réalisé à l'aide d'au moins deux tirs successifs pour diminuer la puissance du laser et réduire les coûts du laser.
En effet le métal est encore chaud entre deux tirs successifs .
Un bon compromis est réalisé en réalisant un soudage par points 43 à l'aide de trois tirs successifs rapides disposés au sommet d'un triangle comme visible à la figure
14. Cela permet de réduire le nombre de tirs tout en ayant une bonne fixation mécanique.
Bien entendu des points de soudage peuvent être réalisés à l'écart des plots de soudage par exemple au niveau des pales des ventilateurs et/ou à la périphérie interne des flasques.
En variante une pluralité de points de soudage supplémentaires 43 du type laser à tirs successifs peut être réalisée au moins autour d'un plot de soudage 140. Le nombre de points 43 est de quatre à la figure 14.
En variante ce nombre est différent de quatre, par exemple égal à 2, 3 ou 5.
Bien entendu, dans un autre mode de réalisation le ventilateur 22 est fractionné en au moins deux parties rapportées chacune sur le flasque 25, par exemple par soudage par points 43.
Il est à noter que la standardisation et l'optimisation du dispositif ventilateur 18, au lieu d'être réalisées par l'assemblage de deux ventilateurs individuels, éventuellement fractionnés en deux parties, pourraient aussi être effectuées en utilisant un plus grand nombre de ventilateurs individuels. La présente invention permet de ne pas augmenter outre mesure le bruit du dispositif ventilateur et de la machine électrique tournante.
Pour mémoire on rappellera, d'une part, qu'un rotor à griffes de machine électrique tournante de véhicule automobile comporte 12, 14 ou 16 griffes à raison respectivement de 6 , 7 ou 8 griffes par roue polaire 7, 8 et d'autre part, que le rotor est magnétisé lorsque le bobinage d'excitation 10 est alimenté électriquement.
Par exemple il est formé six pôles Nord et six pôles Sud lorsque qu'un rotor à douze griffes est magnétisé.
Dans un mode de réalisation dans lequel chaque ventilateur 22, 23 comporte neuf pales comme à la figure 2, pour un rotor à douze griffes de 99 mm de diamètre externe équipé d'un ventilateur inférieur du type standard de diamètre externe globalement de 94 mm et un ventilateur supérieur de diamètre externe de 86 mm on diminue le niveau global en puissance acoustique de 1 dB (décibel) par rapport à une solution à deux ventilateurs superposés chacun de neuf pales et de 94 mm de diamètre externe pour un même rotor à six griffes de 99 mm de diamètre externe.
Le rapport de diamètre entre le ventilateur externe et le ventilateur inférieur est donc globalement de 91%.
Pour un même rotor de 99 mm de diamètre externe et deux ventilateurs superposés de 94 mm de diamètre externe on obtient une bonne ventilation du chignon 51 concerné meilleur qu'avec deux ventilateurs superposés de 86 mm de diamètre externe mais plus bruyante.
Avec la solution mixte selon l'invention -ventilateur inférieur de diamètre externe de 94 mm et ventilateur supérieur de 86 mm de diamètre externe- on obtient une bonne ventilation du chignon 51 et une réduction du bruit par rapport à une solution à deux ventilateurs de diamètre externe de 94 mm. II en est de même, toujours dans un autre mode de réalisation avec des ventilateurs 22, 23 comportant chacun neuf pales, pour un rotor à douze griffes globalement de 105 mm de diamètre externe équipé d'un ventilateur inférieur de diamètre externe de 104 mm et un ventilateur supérieur de diamètre externe de 94 mm. Le niveau global de bruit en puissance acoustique étant dans ce cas réduit de 1 dB par rapport à une solution à deux ventilateurs superposés chacun de neuf pales et de 104 mm de diamètre externe pour un même rotor à six griffes de 105 mm de diamètre externe.
Avec la solution mixte selon l'invention -ventilateur inférieur de diamètre externe de 104 mm et ventilateur supérieur de 94 mm de diamètre externe- on obtient une bonne ventilation du chignon 51 et une réduction du bruit par rapport à une solution à deux ventilateurs de diamètre externe de 104 mm.
Le rapport de diamètre entre le ventilateur externe et le ventilateur inférieur est donc dans ce cas globalement de 90%.
Un même ventilateur de 94 mm de diamètre externe peut donc équipé trois machines électriques tournantes
En variante chaque ventilateur 22, 23 comporte huit pales comme dans la figure 3.
Bien entendu le ventilateur inférieur peut comporter douze pales et le ventilateur supérieur huit pales
Le ventilateur supérieur peut donc avoir le même nombre de pales que le ventilateur inférieur, ou un nombre de pales moindre ou supérieur à celui du ventilateur inférieur .
Le ventilateur inférieur 23 optimisé peut comporter 10, 11, ou 12 pales.
Tout cela dépend des applications. Néanmoins on notera que le diamètre externe des ventilateurs est le paramètre le plus important pour obtenir selon l'invention une bonne performance de ventilation et une réduction du bruit par rapport à une solution à deux ventilateurs superposés de même diamètre externe elle-même plus bruyante qu'une solution à un seul ventilateur moins performante en ce qui concerne le refroidissement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif ventilateur pour machine électrique tournante dotée d'un rotor (2 comportant au moins deux ventilateurs individuels (22, 23), respectivement supérieur et inférieur, qui sont superposés ou fixés l'un sur l'autre dans leur direction axiale, caractérisé en ce que le ventilateur supérieur (22) présente un diamètre extérieur plus petit que le ventilateur inférieur (23) destiné à être fixé sur une face frontale du rotor (2) de la machine électrique tournante.
2. Dispositif ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ventilateur inférieur (23) est un ventilateur du type standard optimisé pour une gamme de puissance courante et le ventilateur supérieur (22) est un ventilateur additionnel pour des gammes de plus forte puissance.
3. Dispositif ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux ventilateurs (22, 23) sont fixés l'un à l'autre au moins en partie par rivetage .
4. Dispositif ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ventilateurs (22, 23) sont fixés l'un à l'autre au moins en partie par sertissage.
5. Dispositif ventilateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les ventilateurs sont fixés l'un à l'autre au moins en partie par agrafage.
6. Dispositif ventilateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ventilateurs (22, 23) comportent des flasques (24, 25) troués centralement et en ce que le bord interne d'un flasque (24, 25) de l'un des ventilateurs
(22, 23) comporte des pattes de serrage (36, 39) recourbées et repliées sur ou sous le bord interne adjacent du flasque (25,24) de l'autre ventilateur.
7. Dispositif ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ventilateurs (22, 23) comportent des flasques (24, 25) troués centralement et en ce que les flasques (24, 25) des ventilateurs (22, 23) présentent chacun une portion centrale respectivement (124, 125) d'orientation transversale décalée axialement en direction opposée au ventilateur inférieur (23) et assemblées l'une avec l'autre au moins en partie par rivetage.
8. Dispositif ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ventilateurs (22, 23) comportent des flasques (24, 25) troués centralement et en ce que les flasques (24, 25) des ventilateurs (22, 23) présentent chacun une portion centrale respectivement (124, 125) d'orientation transversale décalée axialement en direction opposée au ventilateur inférieur (23) et assemblées l'une avec l'autre au moins en partie par sertissage.
9. Dispositif ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ventilateurs (22, 23) sont assemblés l'un à l'autre au moins en partie par soudage.
10. Dispositif ventilateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les ventilateurs (22, 23) comportent des flasques (24, 25) troués centralement et portant à leur périphérie externe des pales (26, 27), et en ce que les ventilateurs (22, 23) sont assemblés l'un à l'autre par soudage par points au moins dans différentes zones réparties sur les flasques.
11. Dispositif ventilateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les ventilateurs (22, 23) comportent des flasques (24, 25) troués centralement et portant à leur périphérie externe des pales (26, 27), et en ce que les ventilateurs (22, 23) sont assemblés l'un à l'autre par soudage par points au moins dans différentes zones réparties sur les pales des ventilateurs.
12. Dispositif ventilateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que le ventilateur inférieur (23) comporte une pluralité de plots de soudage (140) pour sa fixation sur le rotor de la machine électrique tournante et en ce qu'une pluralité de points de soudage est réalisée au moins autour d'un plot de soudage du ventilateur inférieur (23) .
13. Dispositif ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux ventilateurs (22, 23) sont métalliques et en ce que le ventilateur supérieur (23) est moins épais que le ventilateur inférieur (23) .
14. Dispositif ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux ventilateurs (22, 23) sont métalliques et en ce que le ventilateur supérieur (22) est en matière moins noble que le ventilateur inférieur (23) .
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