WO2017207929A1 - Machine electrique tournante munie d'un roulement avec une bague intérieure ayant une surface d'extrémité axiale pourvue de micro-picots - Google Patents

Machine electrique tournante munie d'un roulement avec une bague intérieure ayant une surface d'extrémité axiale pourvue de micro-picots Download PDF

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rotating electrical
pattern
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David Delplace
Aymeric ANQUEZ
Céline CUCHEVAL
Sandy BERETTA
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Valeo Equipements Electriques Moteur
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    • F16C2380/00—Electrical apparatus
    • F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine and to an electrical machine comprising such a rotor.
  • the rotating electrical machines comprise two coaxial parts, namely a rotor and a stator surrounding the body of the rotor.
  • FIG. 1 there is shown an example of such a rotating electrical machine referenced 100, in the case of an alternator with internal ventilation polyphase type for a motor vehicle with a combustion engine operating in alternator mode.
  • the alternator may also be reversible and consist of an alternator-starter also operating in electric motor mode, in particular for starting the engine of the vehicle as described in document FR A 2,745,445 for the propulsion of the motor vehicle.
  • the machine 100 When the machine 100 operates in alternator mode, it transforms mechanical energy into electrical energy like any alternator. When the machine operates in electric motor mode, especially in starter mode to start the engine of the vehicle, it transforms electrical energy into mechanical energy.
  • This machine 100 essentially comprises a housing 1 and, inside thereof, a rotor 2 integral in rotation with a central shaft 3, called a rotor shaft, and a stator 50 of annular shape, which surrounds the rotor 2 with presence of an air gap and which comprises a body 4 in the form of a pack of sheets with notches, for example of the semi-closed type, for mounting a stator winding 5 forming on either side of the stator body 4, at each axial end thereof, a front bun 51 and a rear bun 53 which project axially.
  • This winding 5 comprises for example a set of three-phase star or delta windings, the outputs of which are connected to a rectifier bridge, partially visible at 52, comprising rectifying elements such as diodes or MOSFET transistors, especially when the machine consists of an alternator-starter.
  • the windings of the winding 5 are obtained by means of a continuous, electrically conductive wire coated with an electrically insulating layer, such as enamel, and mounted in the respective notches of the body 4 of the stator 50 via insulators. notches (not visible).
  • the winding 5 comprises two sets of three-phase windings to form a device for composite stator windings, the windings being shifted by thirty electric degrees as described for example in the documents US-A1-2002/0175589, and FR-A-2784248. In this case, two rectifier bridges are provided and all combinations of three-phase star and / or delta windings are possible.
  • the stator winding is of the pentaphase type.
  • the alternator is of the polyphase type and the rectifier bridge or bridges make it possible, in particular, to rectify the alternating current produced in the windings of the stator 50 into a direct current, in particular for charging the battery of the motor vehicle and supplying the loads and electrical consumers of the on-board network of the motor vehicle.
  • the rotor 2 of annular shape is made in the example shown in the form of a claw rotor, as described for example in the documents US-A1-2002 / 01 75589, comprising two pole wheels 7,8 here axially juxtaposed and each having an annular transverse flange provided at its outer periphery with claws 9.
  • Each claw 9 has a rooting section of transverse orientation in the plane of the flange concerned. This rooting section is extended at its outer periphery by an orientation tooth overall axial with presence of a chamfer between the tooth and the rooting section.
  • An annular gap exists between the outer peripheral face of the teeth of the claws 9 and the inner periphery of the body 4 of the stator 50.
  • the teeth are generally trapezoidal or triangular.
  • the teeth of a pole wheel 7, 8 are directed axially towards the flange of the other pole wheel 8, 7; the tooth of a wheel 7, 8 penetrating the space between two adjacent teeth of the other wheel 8, 7 so that the teeth of the wheels 7, 8 are interleaved.
  • An excitation winding 10 is implanted axially between the flanges of the wheels 7, 8. It is carried by a rotor portion 2 in the form of a cylindrical annular core coaxial with the shaft 3.
  • the core of FIG. two axially distinct sections each of which is made integrally with an associated pole wheel 7.8.
  • the central core consists of a single piece and is distinct from the pole wheels 7, 8 which are arranged axially on either side of the core.
  • the winding 10 is thus implanted in the space delimited radially by the claws 9 of the wheels 7,8 and the central core.
  • the wheels 7, 8 and the core are preferably of ferromagnetic material and are traversed coaxially by the rotor shaft 3 also made of ferromagnetic material. These wheels 7, 8 are integral with the shaft 3.
  • each wheel 7, 8 comprises a central bore which passes axially through the flange and extends the bore of the part of the core concerned.
  • the shaft 3 has knurled portions (not referenced) and is force-fitted into the aforementioned bores of the core and the wheels 7, 8 so that it cuts grooves through its knurled portions.
  • the shaft 3 is thus integral in rotation and axially wheels.
  • the shaft 3 comprises a rod 25 for example monoblock with the shaft 3.
  • the ring 25 acts as a spacer inserted between the wheel 7 and a bearing 19 described below.
  • the rod 25 could be an insert and fixed on the shaft.
  • the axis of the shaft 3 constitutes the X axis of the machine.
  • the winding wire 10 is wound on a support of electrically insulating material (not shown) mounted, preferably by force, on the outer periphery of the core.
  • the wheels 7, 8 and the core are magnetized and the rotor 2 becomes an inductor rotor with the formation of magnetic poles at the claws 9 wheels 7, 8.
  • This inductor rotor 2 creates an alternating induced current in the stator 50 when the shaft 3 rotates.
  • the shaft 3 of the rotor 2 carries at its front end a movement transmission member 12, here a pulley 12 belonging to a device for transmitting movements through at least one belt (not shown) between the alternator and the engine of the motor vehicle.
  • This shaft carries at its rear end slip rings 13 connected by wire bonds (not shown) to the ends of the excitation winding 10 of the rotor 2.
  • the pulley 12 is screwed onto the shaft 3.
  • the pulley 12 is replaced by a gear and the transmission device is chain and / or gear.
  • Brushes belong to a brush holder shown generally at reference 14 and they are arranged so as to rub on the slip rings 13, to supply the winding 10 with electrical current.
  • the brush holder 14 is connected to a voltage regulator (not shown).
  • the casing 1 in which are placed the rotor 2 and the stator 50 is here in two parts, namely a front flange 16 adjacent to the pulley 12 and a rear flange 17 carrying the brush holder 14 and most often the bridge or bridges rectifiers and the voltage regulator.
  • the flanges 16, 17 of annular shape, for example based on aluminum, are hollow in shape and each bear a central ball bearing respectively 19 and 20 for the rotational mounting of the shaft 3 of the rotor 2.
  • the flanges are assembled together with tie rods or screws as shown for example in Figure 1 of EP 0515 259 supra.
  • the casing 1 of the machine 100 comprises the front flange 16 also called front bearing and the rear flange 17 also rear bearing.
  • Figure 1 there is provided at the outer periphery of the body 4 of the stator, in the form of a sheet package, an elastic system for filtering vibrations, with a flat seal 40 at the front and at the back of the pads 41, the flexible and thermally conductive resin being interposed between the front flange and the stator body to evacuate the heat.
  • stator is fixedly carried by the casing 1, while the rotor 2 is carried centrally rotatably by the casing 1 via the bearings 19, 20.
  • the housing is in three parts, the flanges 16, 17 being disposed on either side of a central portion carrying the stator body.
  • the flanges are assembled to the intermediate portion for example by screwing.
  • the alternator also comprises means for cooling it.
  • the flanges 16, 17 are perforated to allow the cooling of the alternator by air circulation and the rotor 2 carries at least at one of its axial ends a fan for providing this. air circulation.
  • a first fan 23 is provided on the front end face of the rotor 2 and a second fan 24 on the rear face of the rotor 12.
  • Each fan 23, 24 is of annular shape and is provided with a plurality of blades 26 and is fixed on the outer radial faces of the wheel flanges
  • the fans are for example metallic and are obtained with their blades 26 by cutting and folding.
  • the fans 23, 24 are for example centrifugal or helico-centrifugal type.
  • the air is drawn through openings 60 of the front flange surrounding the pulley 12 at the front of the flange and is mainly ejected centrifugally by the blades 26 and passes into the space between the front bun 51 and the front flange 16 to cool the front bun and finally out through openings 61 on the outer radial periphery of the front flange.
  • the rear flange 17 also has a plurality of air inlet and outlet ports.
  • the brush holder 14 and the voltage regulator, integral with the flange 17, are capped by a cover 70, integral with the rear flange 17, being fixed here on the latter by snapping onto studs 71 integral with the flange. back.
  • This cover 70 also has air intake orifices, not visible in FIG. 1.
  • Figure 2 illustrates the bearing 19 in an exploded version according to the state of the art.
  • This bearing comprises two lip seals 19.1, a cage 19.4, balls 19.3, an outer ring 19.5 and an inner ring 19.2.
  • the outer ring is intended to be mounted on the housing 1 of the electric machine 100.
  • the inner ring 19.2 is mounted on the shaft 3.
  • the inner ring is delimited by two axial end surfaces SJ and SP perpendicular to the axis. X which are oriented respectively on the side of the rod 25 and the side of the pulley 12. These two surfaces SJ and SP come into contact respectively with the rod and the pulley and allow the passage of a torque by friction.
  • a rotating electrical machine provided with an axis of rotation and a casing, said rotary electric machine comprising a shaft provided with a pulley, said shaft comprising a rod, the machine further comprising a bearing provided with an inner ring mounted on said shaft and an outer ring mounted on the housing, said inner ring being delimited by two axial end surfaces which are oriented respectively on the side of the rod and the side of the pulley.
  • the inner ring comprises on at least one of its two axial end surfaces a pattern comprising pins, the pattern allowing the contact between the axial end surface on which it is located and a chosen facing surface. among the surface of the ring and the surface of the pulley, the facing surface borrowing the shape of the pins. This gives a roughness of the surface that allows a better coefficient of friction to pass a larger torque.
  • the pins have a height relative to the surface on which they are located, the height of said pins being less than 10 micrometers, for example between 7 and 8 micrometers. Barbs with higher shear strength are obtained.
  • two pins of the pattern are spaced at a distance of at least 68 micrometers. This gives an optimal proportion of spikes per mm 2 .
  • Each pin has the shape of a crown, the pin having a rounded section.
  • a pin is thus obtained which will cause a deformation in the facing surface.
  • the deformation is both plastic and elastic. It is indeed necessary to avoid a too plastic deformation which would limit the resistance to the stresses.
  • the crown shape is favorable because it allows a discharge of the material of the facing surface when the facing surface borrows the shape of the pins.
  • each pin is formed by the discharge of material caused by an impact forming a cavity. This is a simple picot shape to obtain without adding material to the surface.
  • the impact is for example a laser impact.
  • the ratio of the distance between two cavities on the radius of the cavities is between 0.5 and 1.5. This gives an optimal proportion of spikes per mm 2 .
  • the pattern comprises parallel lines of pins, the pins of one line being offset from the pins of another adjacent line so that the pins are distributed in a quincunx. With such a pattern, a good coefficient of friction is obtained without using too many pins.
  • the pattern includes pins aligned along the radii of the surface. With such a pattern, a good coefficient of friction is obtained without using too many pins.
  • the surface of the inner ring on which the pattern is located has a higher hardness than the facing surface. We thus obtain that the facing surface borrows more easily the pins.
  • the inner ring is made of high carbon steel and the facing surface is made of free-cutting steel. This is an example of optimal and industrializable realization.
  • Figure 1 shows a rotating electrical machine according to the state of the art
  • Figure 2 already described, shows a bearing 19 of the rotary electrical machine 100 according to the state of the art
  • Figures 3 and 4 show the inner ring of the bearing according to the invention
  • Figure 5 shows a sectional view of the inner ring according to the invention
  • Figure 6 shows a sectional view of the inner ring and the facing surface according to the invention
  • Figure 7 shows a sectional view of the inner ring according to the invention.
  • Figure 3 illustrates the ring 19.2 according to one embodiment of the invention.
  • This ring 19.2 is provided with the X axis.
  • the inner ring 19.2 according to the invention is distinguished from the ring 19.2 illustrated in FIG. 2 in that it comprises on the surface SP situated on the side of the pulley 12 and / or on the surface SJ situated on the side of the ring 25, a pattern 402. This pattern comprises pins 403.
  • the pattern 402 is for example placed on the surface SP of the ring 19.2.
  • This pattern includes pins 403 represented by a cross.
  • the 403 pimples are aligned along parallel lines which are shown in Figure 3 for illustrative purposes.
  • the pattern 402 comprises parallel lines of spikes 403.
  • the spikes 403 of one line are offset with respect to the spikes of another adjacent line of so that the pins 403 are distributed in staggered rows.
  • the pattern 402 comprises pins 403 aligned along the radii of the surface.
  • FIG. 4 illustrates the shape of a pin 403 according to one embodiment, the pin 403 has the shape of a crown delimited by an inner circle and an outer circle.
  • the size of the pin represented is not to scale, the pin is grown for illustrative purposes.
  • This plane 401 which includes the X axis and a radius of the ring 19.2. This plane 401 is represented in FIG. 4 by a dotted line.
  • Figure 5 illustrates the shape of the pin 403 in a section in the plane 401.
  • the pin 403 according to this section has a rounded section.
  • each pin 403 comprises two portions 506. In this case, each of the two portions 506 has a rounded section.
  • the pin 403 is formed by the discharge of material caused by an impact for example laser, the impact forming a cavity 502.
  • the shape of the edge of the cavity 502 corresponds to the inner circle mentioned ci before that delimited the crown shape of the pin 403, the outer circle corresponding to the intersection between the pin 403 and the surface SP.
  • the outer circle is formed by the intersection between each of the two portions 506 and the surface SP.
  • the cavity 502 has a radius 504 and a depth 505.
  • the depth 505 of the cavity is for example equal to the radius 504.
  • the radius 504 is 50 microns.
  • the section of the pins 403 has a height 501 with respect to the surface SP.
  • the height 501 is between 7 and 8 micrometers.
  • the height of the pins 403 is between 7 and 8 micrometers.
  • the portion of a pin has a width 503.
  • the width 503 is equal to twice the height of the pins, so it is between 14 and 16 micrometers.
  • the pin 403 has a crown shape delimited by an inner circle with a radius of 50 micrometers and an outer circle with a radius of between 64 and 66 micrometers.
  • Figure 6 illustrates the surface condition according to the section of the plane 401 of the pulley 12 and the inner ring 19.2 on the side of the pulley.
  • the surface state according to the section of the plane 401 of the rod 25 and the inner ring 19.2 on the side of the rod 25 is similar.
  • the pulley has a surface 602, recesses 603 and a projection 601.
  • the recesses 603 are complementary to the two portions 506 of the pin 403.
  • the projection 601 corresponds to the discharge of the material constrained by the two portions 506 of the pin 403.
  • the surface 602 takes the form of the pins 403 and forms the projection 601 and the two recesses 603.
  • the recesses have a depth relative to the surface 602 corresponding to the height of the pins 403.
  • the surface 602 then comes into contact with the axial end surface SP.
  • the pin 403 of the pattern has a rounded section. This limits the plastic deformation of the pulley and thus obtain an even greater coefficient of friction between the pulley and the inner ring and improved resistance to stress.
  • the pulley 12 is made of a material less hard than the inner ring 19.2.
  • the inner ring 19.2 is made of high carbon steel referenced NF A 35-590 according to the AFNOR or 100 Cr 6 standard according to the DIN standard or else 52100 according to the AISI or SUJ2 standard according to the JIS standard and the surface opposite for example that of the pulley 12 is made of free cutting steel.
  • FIG. 7 illustrates two spikes 403. These two spikes 403 are spaced apart by a distance 701 and are formed by impacts forming cavities 502. The centers of the cavities 502 are separated by a distance 702 and a minimum distance 703. in other words, the distance 703 corresponds to the distance between two points closest to each other, the two points belonging to the two cavities respectively.
  • the distance 702 between the centers of two cavities is related to the distance between two pins 701 taking into account the size of the cavity and the width of a picot portion. More precisely, the distance 702 between the centers of two cavities 502 is equal to the sum between the distance 701, twice the width 503 and twice the radius 504.
  • the distance 702 between the two centers of the two cavities is three radii 504 of the cavity 502, then the distance 703 between the two cavities is a radius 504. In other words, the cavities 502 are spaced by a value equal to a radius 504.
  • the ratio of the distance 703 between two cavities 502 on the radius 504 of the cavities is between 0.5 and 1.5.

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Abstract

Machine électrique tournante munie d'un axe de rotation (X) et d'un carter, ladite machine électrique tournante comprenant un arbre muni d'une poulie, ledit arbre comprenant un jonc, la machine comprenant en outre un roulement muni d'une bague intérieure (19.2) montée sur ledit arbre et d'une bague extérieure montée sur le carter, ladite bague intérieure (19.2) étant délimitée par deux surfaces d'extrémité axiales (SP) qui sont orientées respectivement du côté du jonc et du côté de la poulie. Il est prévu que la bague intérieure (19.2) comprend sur au moins une de ses deux surfaces d'extrémités axiale (SP) un motif (402) comprenant des picots (403), le motif (402) autorisant le contact entre la surface d'extrémité axiale (SP) sur laquelle il est situé et une surface en regard choisie parmi la surface du jonc et la surface de la poulie, la surface en regard empruntant la forme des picots (403). Selon un mode de réalisation, chaque picot (403) est formé par le refoulement de matière provoqué par un impact formant une cavité (502).

Description

MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE MUNIE D'UN ROULEMENT AVEC UNE BAGUE INTÉRIEURE AYANT UNE SURFACE D'EXTRÉMITÉ
AXIALE POURVUE DE MICRO-PICOTS
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention porte sur une machine électrique tournante et sur une machine électrique comprenant un tel rotor. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE
De manière connue, les machines électriques tournantes comportent deux parties coaxiales à savoir un rotor et un stator entourant le corps du rotor.
En se reportant à la figure 1 , on a représenté un exemple d'une telle machine électrique tournante référencée 100, dans le cas d'un alternateur à ventilation interne du type polyphasé pour véhicule automobile à moteur thermique fonctionnant en mode alternateur. Bien entendu l'alternateur peut aussi être réversible et consister en un alterno-démarreur fonctionnant également en mode moteur électrique notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule comme décrit dans le document FR A 2 745 445 pour assurer la propulsion du véhicule automobile.
Lorsque la machine 100 fonctionne en mode alternateur elle transforme de l'énergie mécanique en énergie électrique comme tout alternateur. Lorsque la machine fonctionne en mode moteur électrique, notamment en mode démarreur pour démarrer le moteur thermique du véhicule, elle transforme de l'énergie électrique en énergie mécanique.
Cette machine 100 comporte essentiellement un carter 1 et, à l'intérieur de celui-ci, un rotor 2 solidaire en rotation d'un arbre central 3, appelé arbre de rotor, et un stator 50 de forme annulaire, qui entoure le rotor 2 avec présence d'un entrefer et qui comporte un corps 4 en forme d'un paquet de tôles doté d'encoches, par exemple du type semi-fermé, pour le montage d'un bobinage de stator 5 formant de part et d'autre du corps 4 de stator 50, à chaque extrémité axiale de celui-ci, un chignon avant 51 et un chignon arrière 53 qui sont saillants axialement. Ce bobinage 5 comporte par exemple un jeu d'enroulements triphasé en étoile ou en triangle, dont les sorties sont reliées à un pont redresseur, visible partiellement en 52, comportant des éléments redresseurs tels que des diodes ou des transistors du type MOSFET, notamment lorsque la machine consiste en un alterno- démarreur.
Les enroulements du bobinage 5 sont obtenus à l'aide d'un fil continu, électriquement conducteur, revêtu d'une couche électriquement isolante, tel que de l'émail, et monté dans les encoches concernées du corps 4 du stator 50 via des isolants d'encoches (non visibles). Selon une autre variante, le bobinage 5 comporte deux jeux d'enroulements triphasés pour former un dispositif d'enroulements composites de stator, les enroulements étant décalés de trente degrés électriques comme décrit par exemple dans les documents US-A1 -2002/0175589, et FR-A-2.784.248. Dans ce cas il est prévu deux ponts redresseurs et toutes les combinaisons d'enroulements triphasés en étoile et/ou en triangle sont possibles. En variante le bobinage du stator est du type pentaphasé.
D'une manière générale l'alternateur est du type polyphasé et le ou les ponts redresseurs permettent notamment de redresser le courant alternatif produit dans les enroulements du stator 50 en un courant continu notamment pour charger la batterie du véhicule automobile et alimenter les charges et les consommateurs électriques du réseau de bord du véhicule automobile.
Le rotor 2, de forme annulaire, est réalisé dans l'exemple représenté sous la forme d'un rotor à griffes, comme décrit par exemple dans les documents US-A1 -2002/01 75589, comprenant deux roues polaires 7,8 ici axialement juxtaposées et présentant chacune un flasque transversal de forme annulaire pourvu à sa périphérie extérieure de griffes 9.
Chaque griffe 9 comporte un tronçon d'enracinement d'orientation transversale dans le plan du flasque concerné. Ce tronçon d'enracinement est prolongé à sa périphérie extérieure par une dent d'orientation globalement axiale avec présence d'un chanfrein entre la dent et le tronçon d'enracinement.
Un entrefer annulaire existe entre la face périphérique extérieure des dents des griffes 9 et la périphérie intérieure du corps 4 du stator 50. Les dents sont globalement de forme trapézoïdale ou triangulaire. Les dents d'une roue polaire 7, 8 sont dirigées axialement vers le flasque de l'autre roue polaire 8, 7 ; la dent d'une roue 7, 8 pénétrant dans l'espace existant entre deux dents adjacentes de l'autre roue 8, 7 de sorte que les dents des roues 7, 8 soient imbriquées. Pour plus de précisions on se reportera au document EP 051 5 259.
Un bobinage d'excitation 10 est implanté axialement entre les flasques des roues 7, 8. Il est porté par une partie de rotor 2 en forme d'un noyau annulaire cylindrique coaxial à l'arbre 3. Le noyau de la figure 1 est constitué de deux tronçons axialement distincts dont chacun est réalisé venu de matière avec une roue polaire 7,8 associée. Selon une variante non représentée, le noyau central est constitué d'une seule pièce et il est distinct des roues polaires 7, 8 qui sont agencées axialement de part et d'autre du noyau.
Le bobinage 10 est donc implanté dans l'espace délimité radialement par les griffes 9 des roues 7,8 et le noyau central.
Les roues 7, 8 et le noyau sont de préférence en matière ferromagnétique et sont traversées de manière coaxiale par l'arbre de rotor 3 également en matériau ferromagnétique. Ces roues 7, 8 sont solidaires de l'arbre 3. A cet effet, chaque roue 7, 8 comporte un alésage central qui traverse axialement le flasque et prolonge l'alésage de la partie du noyau concerné. L'arbre 3 présente des portions moletées (non référencées) et est emmanché à force dans les alésages précités du noyau et des roues 7, 8 en sorte, qu'il taille des sillons par l'intermédiaire de ses portions moletées. L'arbre 3 est ainsi solidaire en rotation et axialement des roues. L'arbre 3 comprend un jonc 25 par exemple monobloc avec l'arbre 3. Le jonc 25 joue le rôle d'entretoise intercalée entre la roue 7 et un roulement 19 décrit ci-après. De manière alternative, le jonc 25 pourrait être une pièce rapportée et fixée sur l'arbre.
L'axe de l'arbre 3 constitue l'axe X de la machine. Le fil du bobinage 10 est bobiné sur un support en matière électriquement isolante (non représenté) monté, de préférence à force, sur la périphérie extérieure du noyau.
Lorsque le bobinage d'excitation 10 est activé, c'est-à-dire alimenté électriquement, les roues 7, 8 et le noyau, sont magnétisés et le rotor 2 devient un rotor inducteur avec formation de pôles magnétiques au niveau des griffes 9 des roues 7, 8.
Ce rotor inducteur 2 crée un courant induit alternatif dans le stator 50 lorsque l'arbre 3 tourne.
L'arbre 3 du rotor 2 porte à son extrémité avant un organe de transmission de mouvement 12, ici une poulie 12 appartenant à un dispositif de transmission de mouvements par l'intermédiaire d'au moins une courroie (non représentée) entre l'alternateur et le moteur thermique du véhicule automobile. Cet arbre porte à son extrémité arrière des bagues collectrices 13 reliées par des liaisons filaires (non représentées) aux extrémités du bobinage d'excitation 10 du rotor 2. Par exemple, la poulie 12 est vissée sur l'arbre 3.
En variante la poulie 12 est remplacée par un engrenage et le dispositif de transmission est à chaîne et/ou à engrenages.
Des balais appartiennent à un porte-balais représenté de façon générale à la référence 14 et ils sont disposés de façon à frotter sur les bagues collectrices 13, afin d'alimenter le bobinage 10 en courant électrique. Le porte-balais 14 est relié à un régulateur de tension (non représenté).
Le carter 1 dans lequel sont placés le rotor 2 et le stator 50 est ici en deux parties, à savoir un flasque avant 16 adjacent à la poulie 12 et un flasque arrière 17 portant le porte-balais 14 et le plus souvent le ou les ponts redresseurs et le régulateur de tension. Les flasques 16, 17 de forme annulaire, par exemple à base d'aluminium, sont de forme creuse et portent chacun centralement un roulement à billes respectivement 19 et 20 pour le montage à rotation de l'arbre 3 du rotor 2. Les flasques sont assemblés entre eux à l'aide de tirants ou de vis comme visible par exemple à la figure 1 du document EP 0515 259 précité. En d'autres termes, Le carter 1 de la machine 100 comprend le flasque avant 16 également appelé palier avant et le flasque arrière 17 également palier arrière.
A la figure 1 on prévoit à la périphérie externe du corps 4 du stator, en forme de paquet de tôle, un système élastique pour filtrer les vibrations, avec à l'avant un joint plat 40 et à l'arrière des tampons 41 , de la résine souple et thermo conductrice étant intercalée entre le flasque avant et le corps de stator pour évacuer la chaleur.
En variante il n'est pas prévu de joints. Dans tous les cas le stator est porté de manière fixe par le carter 1 , tandis que le rotor 2 est porté centralement à rotation par le carter 1 via les roulements 19, 20.
En variante le carter est en trois parties, les flasques 16, 17 étant disposés de part et d'autre d'une partie centrale portant le corps de stator. Les flasques sont assemblés à la partie intermédiaire par exemple par vissage. L'alternateur comporte aussi des moyens pour son refroidissement. A cet effet, à la figure 1 , les flasques 16, 17 sont ajourés pour permettre le refroidissement de l'alternateur par circulation d'air et le rotor 2 porte au moins à l'une de ses extrémités axiales un ventilateur destiné à assurer cette circulation de l'air. Ici un premier ventilateur 23 est prévu sur la face frontale avant du rotor 2 et un deuxième ventilateur 24, sur la face arrière du rotor 12. Chaque ventilateur 23, 24 est de forme annulaire et est pourvu d'une pluralité de pâles 26 et est fixé sur les faces radiales externes des flasques des roues Les ventilateurs sont par exemple métalliques et sont obtenus avec leur pâles 26 par découpe et pliage. Les ventilateurs 23, 24 sont par exemple du type centrifuge ou hélico-centrifuge.
En référence à la figure 1 , l'air est aspiré par des ouvertures 60 du flasque avant entourant la poulie 12 à l'avant du flasque puis est majoritairement éjecté de manière centrifuge par les pales 26 et passe dans l'espace entre le chignon avant 51 et le flasque avant 16 pour refroidir le chignon avant et finalement sortir par des ouvertures 61 sur la périphérie radiale externe du flasque avant. Le flasque arrière 17 présente également une pluralité d'orifices d'entrée et de sortie d'air.
A la figure 1 , le porte-balais 14 et le régulateur de tension, solidaires du flasque 17, sont coiffé par un capot 70, solidaire du flasque arrière 17 en étant fixé ici sur celui -ci par encliquetage sur des goujons 71 solidaires du flasque arrière. Ce capot 70 présente également des orifices d'entrée d'air, non visibles à la figure 1 .
La figure 2 illustre le roulement 19 en version éclatée selon l'état de la technique.
Ce roulement comprend deux joints à lèvres 19.1 , une cage 19.4, des billes 19.3, une bague extérieure 19.5 et une bague intérieure 19.2. La bague extérieure est destinée à être montée sur le carter 1 de la machine électrique 100. La bague intérieure 19.2 est montée sur l'arbre 3. La bague intérieure est délimitée par deux surfaces d'extrémité axiales SJ et SP perpendiculaires à l'axe X qui sont orientées respectivement du côté du jonc 25 et du côté de la poulie 12. Ces deux surfaces SJ et SP entrent en contact respectivement avec le jonc et la poulie et permettent le passage d'un couple par frottement.
Cette machine donne satisfaction néanmoins il peut être souhaitable d'améliorer encore celle-ci. En effet, le couple transmis vers la poulie est limité par le glissement entre le roulement 19 et le jonc 25 d'une part et entre le roulement 19 et la poulie 12 d'autre part. Il existe donc un besoin d'augmenter le coefficient de frottement sur les deux surfaces du roulement en contact respectivement avec le jonc et la poulie.
Il est connu de l'état de la technique, notamment des demandes de brevets US2007140785 et DE102007015958, des formations de saillies permettant d'augmenter le coefficient de frottement. Toutefois, dans ces demandes de brevet la forme de ces saillies n'est pas bien définie.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention a pour objet de répondre à ce souhait tout en remédiant à au moins un de ces inconvénients précités. Suivant l'invention il est proposé une machine électrique tournante munie d'un axe de rotation et d'un carter, ladite machine électrique tournante comprenant un arbre muni d'une poulie, ledit arbre comprenant un jonc, la machine comprenant en outre un roulement muni d'une bague intérieure montée sur ledit arbre et d'une bague extérieure montée sur le carter, ladite bague intérieure étant délimitée par deux surfaces d'extrémité axiales qui sont orientées respectivement du côté du jonc et du côté de la poulie.
Selon une caractéristique générale, la bague intérieure comprend sur au moins une de ses deux surfaces d'extrémités axiale un motif comprenant des picots, le motif autorisant le contact entre la surface d'extrémité axiale sur laquelle il est situé et une surface en regard choisie parmi la surface du jonc et la surface de la poulie, la surface en regard empruntant la forme des picots. On obtient ainsi une rugosité de la surface qui permet un meilleur coefficient de frottement pour passer un couple plus important.
Selon d'autres caractéristiques prises isolément ou en combinaison : - les picots présentent une hauteur par rapport à la surface sur laquelle ils sont situés, la hauteur desdits picots étant inférieure à 10 micromètres, par exemple comprise entre 7 et 8 micromètres. On obtient des picots ayant une résistance plus importante au cisaillement. - deux picots du motif sont espacés d'une distance d'au moins 68 micromètres. On obtient ainsi une proportion optimale des picots par mm2.
- chaque picot présente la forme d'une couronne, le picot présentant une section arrondie. On obtient ainsi un picot qui va provoquer une déformation dans la surface en regard. Avec une telle section, la déformation y est à la fois plastique et élastique. Il faut en effet éviter une déformation trop plastique qui limiterait la résistance aux contraintes. Par ailleurs, la forme de couronne est favorable car elle permet un refoulement de la matière de la surface en regard lorsque la surface en regard emprunte la forme des picots. -chaque picot est formé par le refoulement de matière provoqué par un impact formant une cavité. Il s'agit d'une forme de picot simple à obtenir sans ajout de matière sur la surface. L'impact est par exemple un impact laser.
- le ratio de la distance entre deux cavités sur le rayon des cavités est compris entre 0.5 et 1 .5. On obtient ainsi une proportion optimale des picots par mm2.
-le motif comprend des lignes parallèles de picots, les picots d'une ligne étant décalés par rapport aux picots d'une autre ligne adjacente de sorte que les picots sont répartis en quinconce. Avec un tel motif, on obtient un bon coefficient de frottement et ce sans utiliser un nombre trop important de picots.
- le motif comprend des picots alignés suivant les rayons de la surface. Avec un tel motif, on obtient un bon coefficient de frottement et ce sans utiliser un nombre trop important de picots.
- la surface de la bague intérieure sur laquelle est situé le motif présente une dureté plus élevée que la surface en regard. On obtient ainsi que la surface en regard emprunte plus facilement les picots.
- la bague intérieure est faite d'acier à haute teneur en carbone et la surface en regard est faite d'acier de décolletage. Il s'agit d'un exemple de réalisation optimal et industrialisable. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. La figure 1 , déjà décrite, représente une machine électrique tournante selon l'état de la technique; la figure 2, déjà décrite, représente un roulement 19 de la machine électrique tournante 100 selon l'état de la technique; les figures 3 et 4 représentent la bague intérieure du roulement selon l'invention; la figure 5 représente une vue en coupe de la bague intérieure selon l'invention; la figure 6 représente une vue en coupe de la bague intérieure et de la surface en regard selon l'invention; et la figure 7 représente une vue en coupe de la bague intérieure selon l'invention.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.
DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION
La figure 3 illustre la bague 19.2 selon un mode de réalisation de l'invention. Cette bague 19.2 est munie de l'axe X.
La bague intérieure 19.2 selon l'invention se distingue de la bague 19.2 illustrée sur la figure 2 en ce qu'elle comprend sur la surface SP située du coté de la poulie 12 et/ou sur la surface SJ située du côté du jonc 25, un motif 402. Ce motif comprend des picots 403.
Le motif 402 est par exemple placé sur la surface SP de la bague 19.2. Ce motif comprend des picots 403 représentés par une croix. Les picots 403 sont alignés suivants des droites parallèles qui sont représentées sur la figure 3 à des fins illustratives. En d'autres termes, le motif 402 comprend des lignes parallèles de picots 403. De plus, comme on peut le voir sur la figure 3, les picots 403 d'une ligne sont décalés par rapport aux picots d'une autre ligne adjacente de sorte que les picots 403 sont répartis en quinconce.
De manière alternative, on pourrait prévoir par exemple que le motif 402 comprend des picots 403 alignés suivant les rayons de la surface.
La figure 4 illustre la forme d'un picot 403 selon un mode de réalisation, le picot 403 y présente la forme d'une couronne délimitée par un cercle intérieur et un cercle extérieur. La taille du picot représentée n'est pas à l'échelle, le picot y est grandi à des fins illustratives.
Il est prévu un plan 401 qui comprend l'axe X et un rayon de la bague 19.2. Ce plan 401 est représenté sur la figure 4 par une droite en pointillé.
La figure 5 illustre la forme du picot 403 selon une coupe dans le plan 401 . Selon un mode de réalisation, le picot 403 selon cette coupe présente une section arrondie. Par exemple, selon la coupe 401 , chaque picot 403 comprend deux portions 506. Dans ce cas, chacune des deux portions 506 présente une section arrondie.
Selon un mode de réalisation, le picot 403 est formé par le refoulement de matière provoqué par un impact par exemple laser, l'impact formant une cavité 502. Dans ce cas, la forme du bord de la cavité 502 correspond au cercle intérieur mentionné ci-avant qui délimité la forme en couronne du picot 403, le cercle extérieur correspondant à l'intersection entre le picot 403 et la surface SP. Selon l'exemple illustré figure 5, le cercle extérieur est formé par l'intersection entre chacune des deux portions 506 et la surface SP.
La cavité 502 présente un rayon 504 et une profondeur 505. La profondeur 505 de la cavité est par exemple égale au rayon 504. Par exemple le rayon 504 est de 50 micromètres. La section des picots 403 présente une hauteur 501 par rapport à la surface SP. Par exemple la hauteur 501 est comprise entre 7 et 8 micromètres. En d'autres termes, la hauteur des picots 403 est comprise entre 7 et 8 micromètres. La portion d'un picot présente une largeur 503. Par exemple la largeur 503 est égale à deux fois la hauteur des picots, ainsi elle est comprise entre 14 et 16 micromètres.
En d'autres termes, selon un mode de réalisation, le picot 403 présente une forme de couronne délimitée par un cercle interne de rayon 50 micromètres et par un cercle externe de rayon compris entre 64 et 66 micromètres. La figure 6 illustre l'état de surface selon la coupe du plan 401 de la poulie 12 et de la bague intérieure 19.2 du côté de la poulie. Bien entendu, l'état de surface selon la coupe du plan 401 du jonc 25 et de la bague intérieure 19.2 du côté du jonc 25 est similaire.
La poulie présente une surface 602, des renfoncements 603 et une saillie 601 . Les renfoncements 603 sont le complémentaire des deux portions 506 du picot 403. De même la saillie 601 correspond au refoulement de la matière contrainte par les deux portions 506 du picot 403.
En d'autres termes, la surface 602 emprunte la forme des picots 403 et forme la saillie 601 et les deux renfoncements 603. Par exemple, les renfoncements ont une profondeur par rapport à la surface 602 correspondant à la hauteur des picots 403.
Comme on peut le voir sur la figure 6, la surface 602 entre alors en contact avec la surface d'extrémité axiale SP.
Par ailleurs, on peut prévoir que le picot 403 du motif présente une section arrondie. Cela permet de limiter la déformation plastique de la poulie et d'obtenir ainsi un coefficient de frottement encore plus important entre la poulie et la bague intérieure et une résistance aux contraintes améliorée.
On peut prévoir que la poulie 12 est réalisée dans une matière moins dure que la bague intérieure 19.2. Par exemple, la bague intérieure 19.2 est faite d'acier à haute teneur en carbone référencé NF A 35-590 selon la norme AFNOR ou 100 Cr 6 selon la norme DIN ou encore 52100 selon la norme AISI ou SUJ2 selon la norme JIS et la surface en regard par exemple celle de la poulie 12 est faite d'acier de décolletage. La figure 7 illustre deux picots 403. Ces deux picots 403 espacés d'une distance 701 et sont formés par des impacts formant des cavités 502. Les centres des cavités 502 sont séparés d'une distance 702 et d'une distance minimale 703. En d'autres termes, la distance 703 correspond à la distance entre deux points les plus proches l'un de l'autre, les deux points appartenant aux deux cavités respectivement.
Comme on peut le voir la distance 702 entre les centres de deux cavités est liée à la distance entre deux picots 701 en prenant en compte la taille de la cavité et la largeur d'une portion de picot. Plus précisément, la distance 702 entre les centres de deux cavités 502 est égale à la somme entre la distance 701 , deux fois la largeur 503 et deux fois le rayon 504.
Par exemple, la distance 702 est comprise entre (50 + 14) x 2 = 128 micromètres et (50 + 16) x 2 = 132 micromètres lorsque la distance 701 est égale à 0.
Par exemple, on peut prévoir qu'avec les longueurs mentionnées ci-dessus, on souhaite 5 picots par mm2, dans ce cas, on peut prévoir un écartement 701 entre chaque picot de (1000/5) - 132 = 68 micromètres, c'est à dire un écartement 702 entre les centres de deux cavités compris entre 196 et 200 micromètres.
De manière alternative, on peut prévoir un écartement 701 entre deux picots de l'ordre de la valeur du rayon 504 de la cavité. Dans ce cas, on obtient un écartement entre les centres de deux cavités 702 égale à la somme entre trois fois le rayon 504 et deux fois la largeur 503.
Alternativement, dans le cas où la distance 702 entre les deux centres des deux cavités est de trois rayons 504 de la cavité 502, alors la distance 703 entre les deux cavités est d'un rayon 504. En d'autres termes, les cavités 502 sont espacées d'une valeur égale à un rayon 504.
Plus généralement, on peut prévoir que le ratio de la distance 703 entre deux cavités 502 sur le rayon 504 des cavités est compris entre 0.5 et 1 .5.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Machine électrique tournante (100) munie d'un axe de rotation (X) et d'un carter (1 ), ladite machine électrique tournante comprenant un arbre (3) muni d'une poulie (12), ledit arbre comprenant un jonc (25), la machine (100) comprenant en outre un roulement (19) muni d'une bague intérieure (19.2) montée sur ledit arbre (3) et d'une bague extérieure (19.5) montée sur le carter (1 ), ladite bague intérieure (19.2) étant délimitée par deux surfaces d'extrémité axiales (SP, SJ) qui sont orientées respectivement du côté du jonc et du côté de la poulie, caractérisé en ce que la bague intérieure comprend sur au moins une de ses deux surfaces d'extrémités axiale (SP, SJ) un motif (402) comprenant des picots (403), le motif autorisant le contact entre la surface d'extrémité axiale (SP, SJ) sur laquelle il est situé et une surface en regard choisie parmi la surface du jonc et la surface de la poulie (602), la surface en regard empruntant la forme des picots (403).
2. Machine électrique tournante selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les picots (403) présentent une hauteur (501 ) par rapport à la surface (SP, SJ) sur laquelle ils sont situés, la hauteur (501 ) desdits picots (403) étant inférieure à 10 micromètres, par exemple comprise entre 7 et 8 micromètres.
3. Machine électrique tournante selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que deux picots (403) du motif sont espacés d'une distance (701 ) d'au moins 68 micromètres.
4. Machine électrique tournante selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque picot (403) présente la forme d'une couronne, le picot présentant une section arrondie.
5. Machine électrique tournante selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque picot (403) est formé par le refoulement de matière provoqué par un impact formant une cavité (502).
6. Machine électrique tournante selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le ratio de la distance (703) entre deux cavités (502) sur le rayon (504) des cavités est compris entre 0.5 et 1 .5.
7. Machine électrique tournante selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif (402) comprend des lignes parallèles de picots
(403), les picots d'une ligne étant décalés par rapport aux picots d'une autre ligne adjacente de sorte que les picots sont répartis en quinconce.
8. Machine électrique tournante selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le motif (402) comprend des picots (403) alignés suivant les rayons de la surface (SP, SJ).
9. Machine électrique tournante selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface (SP, SJ) de la bague intérieure (19.2) sur laquelle est situé le motif (402) présente une dureté plus élevée que la surface en regard (602). 10. Machine électrique tournante selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague intérieure (19.2) est faite d'acier à haute teneur en carbone et la surface (602) en regard est faite d'acier de décolletage.
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