Domaine de l'invention et art antérieur connu

L'invention concerne une machine électrique tournante, telle qu'un alternateur de véhicule automobile, et un moyen de cache pour une telle machine. De telles machines électriques comprennent généralement un dispositif de circulation forcée d'un fluide de refroidissement, un stator et un rotor qui sont logés dans un carter pourvu d'un palier avant et d'un palier arrière. L'un au moins des deux paliers comprend une face frontale et une jupe sensiblement cylindrique, cette jupe ayant une extrémité ouverte et une extrémité fermée par la face frontale. Ce palier comprend des ouvertures d'admission d'air frais réalisées dans la face frontale, et des fentes de refoulement d'air chaud. Chaque fente de refoulement comprend une partie axiale s'étendant dans la jupe et une partie radiale s'étendant dans une zone périphérique de la face frontale. Un tel alternateur, qui est par exemple décrit par le document EP-A-O740400, comprend un palier avant et un palier arrière similaires qui délimitent un carter en étant fixés directement l'un à l'autre. Dans la figure 1, on a représenté l'arrière d'un tel alternateur dans une vue en coupe partielle montrant le palier arrière qui est repéré par la référence 1. Comme visible dans cette figure, le carter de cet alternateur renferme un stator 3 entourant un rotor 4, qui est solidaire d'un axe ou arbre 5. Cet axe 5 qui s'étend selon une direction longitudinale XX de l'alternateur est supporté par un roulement à bille 7 monté dans un logement correspondant 6 qui est réalisé au centre de la face frontale 8 du palier arrière. Le stator 3 présente un corps comportant des bobinages traversant le corps que présente le stator. Les bobinages s'étendent de part et d'autre du corps du stator pour formation de chignons dont l'un est visible en 20 à la figure 1. Le palier arrière 1, supporte du côté extérieur de sa face frontale 8 plusieurs organes électroniques constituant notamment un dispositif de redressement 9. Ce dispositif de redressement 9 est ici un pont de diodes 10 qui convertit le courant alternatif produit par les bobinages du stator en un courant continu. Le dispositif de redressement 9 est recouvert par un capot 11 comprenant un fond 12 muni d'ouïes frontales 13, et une paroi 14 latérale sensiblement cylindrique munie dans un mode de réalisation d'ouïes latérales 15. L'extrémité de la paroi cylindrique 14 qui est opposée au fond 12 définit un bord circulaire 23 qui est en appui contre la face frontale 8 du palier arrière 1. Le refroidissement de cet alternateur est assuré par un ventilateur interne 16 situé à l'intérieur du palier arrière 1, concentriquement à la jupe 18 qui l'entoure. Ce ventilateur 16 comprend un plateau circulaire 21 accolé à une extrémité du rotor 4 ici à griffes, dont il est solidaire, ce plateau circulaire portant des pales 22 qui sont situées sensiblement au droit de la jupe 18. Le ventilateur 16 aspire de l'air frais axialement à travers les ouies 13 et 15 du capot 11 pour que cet air refroidisse le pont de diodes 10. Cet air traverse ensuite la face frontale 8 du palier arrière 1 par des ouvertures d'admission 19, pour être refoulé radialement à travers des fentes de refoulement 17, par les pales 22 du ventilateur 16. Le palier arrière 1 qui apparaît sur la figure 1 en coupe avec les autres éléments de l'alternateur est représenté seul en perspective sur la figure 2. Ce palier a une forme générale creuse de révolution, tout en comprenant deux protubérances 25 et 26 qui s'étendent radialement par rapport à la jupe 18 et qui forment deux pattes de fixation sur une partie fixe du véhicule. l'

Les fentes de refoulement 17 comprennent chacune une partie axiale 17A s'étendant dans la direction axiale de la machine, et une partie radiale 17B s'étendant dans une zone annulaire périphérique de la face frontale 8 du palier arrière 1. L'air qui est évacué à travers les fentes 17 refroidit également des chignons 20 du stator qui longent la surface interne de la jupe 18 notamment au niveau des fentes de refoulement 17. Les lignes de courant de l'air de refroidissement sont représentées de façon symbolique par les flèches F, F' et T sur la figure 1. Selon cette disposition, les parties radiales 17B des fentes de refoulement 17 qui sont prévues pour permettre la fabrication par moulage du palier sont préjudiciables au refroidissement. En effet, elles gênèrent d'une part des tourbillons T dans l'écoulement de l'air de refoulement ce qui introduit des pertes de charge, et d'autre part, de l'air refoulé F' est aspiré à travers les ouvertures radiales 15 et/ou des ouïes 13 du capot avec de l'air frais. Dans l'alternateur qui est connu du brevet EPO740400, la question de la recirculation et des tourbillons dus aux parties radiales des fentes de refoulement est traitée au moyen d'un anneau plat qui entoure le palier arrière. Cet anneau constitue une cloison qui sépare l'air chaud évacué par les fentes de refoulement de l'air froid aspiré par les ouies du capot. Cette solution est adaptée à un alternateur monté dans un logement complémentaire du groupe motopropulseur du véhicule, le bord externe de l'anneau étant en appui au jeu de montage près contre ce logement pour constituer une cloison étanche qui sépare les fentes de refoulement des ouies du capot. Cet anneau est conformé pour épouser la forme du logement correspondant dans espace moteur où est monté l'alternateur. Cependant, l'augmentation des besoins électriques des véhicules automobiles conduit à des alternateurs qui doivent produire une puissance électrique de plus en plus élevée, ce qui génère une quantité de chaleur nécessitant des améliorations importantes de leur refroidissement. En même temps, les moteurs thermiques auxquels ces alternateurs sont destinés, sont de plus en plus compacts et ne permettent pas d'augmentation du volume de ces machines. Le but de l'invention est donc d'améliorer le refroidissement d'un alternateur comprenant un palier tel que le palier arrière décrit ci-dessus, sans modifier la conception de ce palier. Le but de l'invention est par ailleurs de proposer une solution pour améliorer le refroidissement de l'alternateur moyennant un surcoût de fabrication et un encombrement supplémentaire les plus faibles possibles.

Résumé de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet une machine électrique tournante, telle qu'un alternateur de véhicule automobile, cette machine incluant un dispositif de circulation forcée d'un fluide de refroidissement, un stator et un rotor qui sont logés dans un carter pourvu d'un palier avant et d'un palier arrière, l'un au moins des deux paliers comprenant une face frontale et une jupe sensiblement cylindrique, cette jupe ayant une extrémité ouverte et une extrémité fermée par la face frontale, des ouvertures d'admission d'air frais réalisées dans la face frontale, des fentes de refoulement d'air chaud, chaque fente de refoulement comprenant une partie axiale s'étendant dans la jupe et une partie radiale s'étendant dans une zone périphérique de la face frontale. Selon l'invention, la machine comprend au moins un moyen d'obturation qui ferme au moins une partie radiale de fente. Selon une caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation comprend au moins une extension, chaque extension ayant une forme complémentaire d'une partie radiale de fente correspondante pour s'engager dans une partie radiale de fente correspondante. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque extension a une épaisseur suffisante pour combler la partie radiale de fente qu'il obture sur toute l'épaisseur de cette partie radiale de fente, de manière à constituer une surface interne du palier qui est continue dans la zone obturée. Avantageusement, au moins une extension du moyen d'obturation constitue un ergot apte à s'encliqueter dans une partie radiale de fente correspondante pour à la fois obturer cette partie radiale de fente et assurer la fixation du moyen d'obturation au palier. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation est formé par un anneau fixé à la face frontale du palier. Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine comprend un capot recouvrant le palier, et le moyen d'obturation fait partie du capot qu'il prolonge. Selon une autre caractéristique de l'invention, la machine comprend plusieurs moyens d'obturation, chaque moyen d'obturation formant un bouchon qui se bloque dans une partie radiale de fente par encliquetage. Selon une caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation est réalisé en matière plastique. Selon une caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation est fixé au palier par des tirants ou par des vis. L'invention concerne également un moyen d'obturation pour une machine électrique tournante, telle qu'un alternateur de véhicule automobile, cette machine incluant un dispositif de circulation forcée d'un fluide de refroidissement, un stator et un rotor qui sont logés dans un carter pourvu d'un palier avant et d'un palier arrière, l'un au moins des deux paliers comprenant une face frontale et une jupe sensiblement cylindrique, cette jupe ayant une extrémité ouverte et une extrémité fermée par la face frontale, des ouvertures d'admission d'air frais réalisées dans la face frontale, des fentes de refoulement d'air chaud, chaque fente de refoulement comprenant une partie axiale s'étendant dans la jupe et une partie radiale s'étendant dans une zone périphérique de la face frontale. Selon l'invention, le cache comprend au moins une extension prévue pour fermer au moins une partie radiale de fente. Selon une caractéristique de l'invention, chaque extension a une forme complémentaire d'une partie radiale de fente de refoulement correspondante du palier pour s'engager dans une partie radiale de fente correspondante. Selon une caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation comprend au moins une extension, chaque extension ayant une forme complémentaire d'une partie radiale de fente de refoulement correspondante du palier, chaque extension s'engageant dans une partie radiale de fente correspondante. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque extension a une épaisseur suffisante pour combler la partie radiale de fente qu'il obture sur toute l'épaisseur de cette partie radiale de fente, de manière à constituer une surface interne du palier qui est continue dans la zone obturée. Avantageusement au moins une extension constitue un ergot apte à s'encliqueter dans une partie radiale de fente correspondante pour à la fois obturer cette partie radiale de fente et assurer la fixation du moyen d'obturation au palier. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation a une forme d'anneau destiné à être fixé à la face frontale du palier d'alternateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation fait partie d'un capot qu'il prolonge, ce capot étant destiné à recouvrir le palier d'alternateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation forme un bouchon qui se bloque dans une partie radiale de fente par encliquetage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation est fabriqué en matière plastique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen d'obturation comprend des moyens de fixation au palier d'alternateur par des tirants ou par des vis.

Brève description des figures L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure 1 est une vue en coupe d'un d'alternateur de l'art antérieur ; - La figure 2 est une vue d'ensemble en perspective d'un palier arrière d'alternateur fabriqué par moulage axial utilisé dans l'art antérieur et dans l'invention ; - La figure 3 est une vue en coupe d'un alternateur équipé d'un premier moyen d'obturation selon l'invention ; - La figure 4 est une vue en coupe d'un alternateur équipé d'un second moyen d'obturation selon l'invention.

Description détaillée d'un exemple de réalisation de l'invention La structure générale d'un alternateur, constituant une machine électrique tournante, ayant déjà été décrite dans la partie introductive, de façon globale, on ne décrira ci-après que les aspects qui sont directement en relation avec l'invention. Selon l'invention, la machine électrique tournante comprend au moins un moyen d'obturation 27 qui ferme au moins une partie radiale 17B de fente. A la figure 3, les parties radiales 17B des fentes de refoulement 17 dans la face frontale 8 du palier arrière 1 sont bouchées par un moyen d'obturation 27. Grâce à ce moyen d'obturation, les parties radiales 17B des fentes 17 n'évacuent pas d'air, ce qui évite de générer des tourbillons T, et empêche l'air chaud F de recirculer dans l'alternateur. Les parties radiales 17B peuvent être bouchées soit par plusieurs moyens d'obturation 27 indépendants fixés au palier arrière 1, soit par un moyen d'obturation 27 unique faisant éventuellement partie du capot 11 ici en matière plastique. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, le moyen d'obturation 27 a une forme globalement annulaire et fait partie du capot 11. Il constitue une surface annulaire globalement plane perpendiculaire à la jupe 14 du capot 11 qu'il prolonge radialement au niveau du bord circulaire de l'extrémité libre de cette paroi cylindrique. Ce moyen d'obturation 27 comprend plusieurs extensions repérées par 28 sur les figures, qui s'engagent à l'intérieur des parties radiales de fentes 17B correspondantes qu'elles obturent. Avantageusement, ces extensions 28 ont une épaisseur suffisante pour combler la partie radiale 17B de fente qu'elles obturent sur toute sa profondeur. Les extensions comblent ainsi les parties radiales des fentes 17B de manière à obtenir une surface interne du palier arrière 1 qui est continue aussi au niveau des parties obturées par les extensions 28. Cette surface interne est ainsi apte à diriger le flux d'air évacué par le ventilateur 16, selon une direction la plus radiale possible pour éviter que cet air ne puisse être aspiré par les ouïes 13, 15, et ce, en introduisant le moins de perte de charge possible, grâce à la suppression des turbulences, plus précisément des refoulements d'air tourbillonnants. Avantageusement la surface interne du pallier arrière avec les parties obturées par les extensions 28 est conique de manière à diriger le flux d'air évacué par le ventilateur 16 vers l'avant de l'alternateur, c'est-à- dire dans une direction sensiblement opposée aux ouies 13, 15. Les extensions 28 peuvent avantageusement avoir des formes complémentaires de la forme interne des extrémités de fentes 17B qu'elles bouchent de manière à se bloquer dans celle-ci par encliquetage pour assurer également la fixation du moyen d'obturation 27 et du capot 11 sur le palier arrière 1. Selon cette particularité, une ou plusieurs extension 28 du moyen d'obturation 27 constituent à la fois un obturateur bouchant une partie radiale 17B de fente 17, et un ergot de fixation du moyen d'obturation 27 et du capot au palier arrière 1. Eventuellement, chaque partie radiale 17B de fente peut être fermée par un moyen d'obturation qui lui est propre, chaque moyen d'obturation étant alors un bouchon qui se bloque dans cette partie radiale de fente 17B grâce à sa forme complémentaire. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 4, le moyen d'obturation 27 est formé par une pièce indépendante pouvant être réalisée en matière plastique, qui est fixée au palier arrière 1 par une ou plusieurs vis repérées par 29. Ces vis 29 traversent le moyen d'obturation 27 qui a globalement une forme annulaire et qui entoure un bord circulaire du capot 11, en étant vissées dans des filetages correspondants réalisés dans la face frontale 8 du palier arrière 1. Le moyen d'obturation 27 peut être fixé au palier arrière 1 par tout autre moyen approprié, comme par exemple par des tirants, par collage ou encore par fixation à un autre élément de l'alternateur tel que le capot 11. De même que dans le mode de réalisation de la figure 3, le moyen d'obturation 27 comprend des extensions 28 ayant des formes complémentaires de l'intérieur des parties radiales 17B des fentes 17 pour diriger le flux d'air chaud expulsé par le ventilateur 16 selon une direction inscrite dans un plan radial afin de réduire le plus possible le risque de rebouclage de cet air chaud et de tourbillons. Ainsi, l'invention permet d'améliorer le refroidissement d'un alternateur sans nécessiter de modifier la forme ni la technique de moulage du palier arrière 1 qu'il comprend. Le moyen d'obturation 27 est avantageusement réalisé en matière plastique moulée, de sorte que son coût de fabrication en soi est très faible. Il peut de plus être réalisé sous forme d'une pièce rapportée indépendante destinée à être fixée au palier arrière 1, de sorte qu'il peut être adapté à un palier arrière existant, sans qu'il ne soit nécessaire de modifier ni le palier arrière 1, ni le capot 11 de ce palier. Dans les modes de réalisation décrits plus haut et représentés sur les figures, l'invention est appliquée à un palier arrière d'alternateur, sur lequel est monté le dispositif de redressement 9 qui constitue la partie la plus chaude de l'alternateur. Mais l'invention s'applique également au palier avant d'un alternateur qui ne supporte pas nécessairement de dispositif de redressement, mais qui peut néanmoins avoir une forme très similaire, et dont le refroidissement doit également être optimal. Dans ce cas, comme à la figure 3, le moyen d'obturation peut faire partie d'un déflecteur ayant la forme du capot 11 dépourvue alors du fond 17. L'invention s'applique également au cas d'un alternateur dans lequel l'un des paliers est refroidi par eau, et l'autre par air. Le carter de l'alternateur peut comporter plus de deux parties, par exemple trois l'

parties, à savoir un palier avant, un palier arrière et une partie intermédiaire implantée entre les deux paliers et fixée à ceux-ci, par exemple par vissage. L'invention s'applique par ailleurs aux machines électriques tournantes pourvues de manière générale d'un convertisseur de courant, qu'il s'agisse d'un redresseur comme dans les modes de réalisation présentés plus haut, ou d'un dispositif de type hacheur ou onduleur, ce qui correspond par exemple au cas d'un alterno-démarreur auquel s'applique également l'invention. Bien entendu, en variante, certaines des fentes sont dotées d'un moyen d'obturation qui ferme au moins une partie radiale 17B de fente 17. On appréciera que encombrement radial de l'alternateur selon l'invention est réduit par rapport notamment à celui document EP-A-O740400 et que la solution est simple et économique.