FR2850805A1 - Dispositif de ventilation pour machine electrique tournante - Google Patents

Abstract

Le dispositif de ventilation (24) est adapté à être fixé sur le rotor d'une machine électrique tournante, notamment un alternateur ou un alterno-démarreur de véhicule automobile, et comporte au moins deux ventilateurs (124, 224) comportant chacun un flasque (25,125) et une série de pales (29, 129 -31) ; au moins entre deux pales consécutives (31) de l'un des ventilateurs (124,224) est implantée au moins une pale (29) de l'autre des ventilateurs.

Description

La présente invention concerne un dispositif de

ventilation pour une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile.

Une telle machine peut être un alternateur ou un alterno-démarreur pour véhicule automobile ou un autre type de machine électrique tournante et est décrite par exemple dans les documents FR A 2 602 925 et JP A 6121497, auxquels on se reportera pour plus de précisions.

Cette machine comporte un support creux pour fixation de la machine sur une partie fixe, un stator et un rotor portant un dispositif de ventilation.

Le stator entoure le rotor, qui est solidaire d'un arbre de rotor.

Le support porte à sa périphérie externe le stator et centralement des paliers, tels que des roulements à une ou deux rangées de billes, pour montage rotatif de l'arbre de rotor en sorte que le rotor et le stator sont montés à l'intérieur du support avantageusement en deux parties 20 appelées palier avant et palier arrière.

Dans ce type de machine le rotor et / ou le stator comportent au moins un bobinage en sorte que la machine chauffe en fonctionnement. Des frottements mécaniques se produisent également en fonctionnement. Ces frottements contribuent à l'échauffement de la machine.

La machine dans certaines applications, notamment lorsqu'il s'agit d'un alternateur ou d'un alterno-démarreur pour véhicule automobile, porte des composants 30 électroniques qu'il faut protéger contre tout échauffement excessif pour éviter leur destruction.

Pour toutes ces raisons il faut refroidir la machine électrique tournante.

Afin de rendre compact cette machine et de refroidir celle-ci par circulation d'un fluide de refroidissement, en général de l'air, on prévoit de fixer sur l'une au moins des extrémités axiales du rotor un ventilateur et de doter 5 le support d'ouvertures d'entrée d'air et de sortie d'air comme divulgué dans les documents FR A 2 602 925 et JP A 6121497 précités.

Ce ventilateur comporte un flasque et une série de 10 pales de ventilation s'étendant en saillie axiale à partir de ce dernier.

Pour diminuer les bruits de la machine électrique tournante tout en améliorant la ventilation de celle-ci on 15 a proposé dans le document FR A 2 811 156 de doter le ventilateur d'une deuxième série de pales.

Grâce à cette disposition on réduit les risques de décollement de la veine de fluide de refroidissement par rapport aux pales de la première série de pales. 20 L'écoulement de ce fluide de refroidissement est plus laminaire et s'effectue donc avec peu de frottement et de bruit.

Les recirculations de fluide sont empêchées.

Ce type de dispositif de ventilation donne satisfaction néanmoins il est souhaitable de rendre le dispositif de ventilation encore plus économique tout en ayant la possibilité d'avoir le nombre et/ou la grandeur de pales désiré.

La présente invention a pour objet de répondre de manière simple à ces souhaits.

Suivant l'invention un dispositif de ventilation du type sus indiqué est caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ventilateurs comportant chacun un flasque et une série de pales saillantes et en ce qu'au moins entre deux 5 pales consécutives de l'un des ventilateurs est implantée au moins une pale de l'autre ventilateur.

Grâce à l'invention on a une plus grande liberté pour donner la forme, la hauteur et la longueur voulues aux 10 pales.

On peut donc mieux différencier les pales les unes par rapport aux autres et leur donner aisément la meilleure configuration pour réduire les bruits et augmenter les performances du dispositif de ventilation ce qui permet de 15 bien refroidir les composants de la machine électrique tournante, tels que le rotor, les bobinages du stator, le dispositif de redressement et le régulateur de tension de celle-ci. Grâce à l'invention on peut ainsi de manière non bruyante augmenter la puissance de la machine électrique 20 tournante.

En outre on peut de manière simple et économique augmenter le nombre total de pales du fait que celles-ci appartiennent à deux ventilateurs distincts.

De manière simple et économique on obtient les mêmes avantages de fonctionnement que dans le document FR A 2 811 156.

De plus on rigidifie le dispositif de ventilation du fait que celui-ci comporte au moins deux ventilateurs ce 30 qui permet avantageusement de s'affranchir de la présence de nervures de rigidification.

Bien entendu on peut conserver les nervures de rigidification pour au moins une pale de l'un des ventilateurs.

L'un des ventilateurs est dans une forme de 5 réalisation du type standard et l'autre du type adaptable en fonction des applications.

Dans une forme de réalisation certaines au moins des pales de l'un des ventilateurs peuvent être de configuration identique, voir même être identiques, à 10 certaines au moins des pales de l'autre ventilateur.

Bien entendu en variante les pales des ventilateurs ont des configurations ou des tailles différentes. Ainsi les ventilateurs sont dans une forme de réalisation de type différent; l'un des ventilateurs étant du type centrifuge, 15 ses pales étant par exemple d'orientation radiale et perpendiculaire au plan du flasque de ce ventilateur, et l'autre du type mixte à action radiale et axiale pour mieux refroidir le rotor et les bobinages du stator de la machine électrique tournante, les pales étant par exemple inclinées 20 par rapport au plan du flasque du ventilateur. En variante les pales de ce ventilateur sont en forme d'hélice, le ventilateur étant du type hélico-centrifuge. En variante les pales sont inclinées et incurvées comme décrit dans le document FR A 2 602 925. En variante au moins certaines 25 pales sont perpendiculaires au plan du flasque et d'orientation non radiale. Toutes les combinaisons sont possibles, les pales de chacun des ventilateurs pouvant être du type centrifuge, hélico-centrifuge ou axial.

De manière économique les deux flasques et les deux 30 ventilateurs sont dans une forme de réalisation métallique, par exemple en tôle, en sorte que les pales des deux séries sont obtenues simplement par découpe et pliage.

Cette disposition permet une fabrication économique en grande série. En outre les flasques peuvent avoir une épaisseur inférieure à celle du flasque d'un dispositif de ventilation à ventilateur unique. Les ventilateurs sont donc plus facilement réalisables.

En variante les deux flasques sont obtenus par moulage en étant par exemple à base d'aluminium ou en matière plastique avantageusement renforcée par des fibres.

Grâce à cette disposition les pales peuvent avoir des 10 formes plus complexes.

Bien entendu l'une des séries de pales est dans une forme de réalisation obtenue par découpe et pliage à partir d'un flasque métallique et l'autre série de pales obtenue par moulage avec son flasque associé. Dans ce cas le 15 flasque métallique sert de renfort à l'autre flasque.

Les deux séries de pales sont dans une forme de réalisation obtenues par moulage avec leur flasque associé, l'un des flasques étant à base d'aluminium et l'autre à base de matière plastique.

Dans une autre forme de réalisation l'un au moins des ventilateurs est réalisé par moulage de matière plastique sur un insert métallique comportant au moins une partie d'une pale du ventilateur comme décrit dans la demande FR 01 12553 déposée le 28/11/2001. 25 Grâce à l'invention toutes les combinaisons sont possibles.

Dans une autre forme de réalisation certaines au moins des pales de l'un des ventilateurs sont dirigées axialement 30 vers le flasque de l'autre ventilateur et réciproquement, les flasques des ventilateurs étant face à face à distance l'un de l'autre. La fixation est réalisée par exemple par collage ou soudage d'un flasque de l'un des ventilateurs sur le bord libre d'au moins certaines pales de l'autre ventilateur.

Les pales des ventilateurs sont avantageusement différentes dans ce cas et avantageusement le flasque du 5 ventilateur le plus éloigné du rotor présente au moins un dégagement, tel qu'une encoche, un trou ou tout autre passage, pour fixation du flasque de l'autre ventilateur sur le rotor de la ma chine électrique tournante.

En variante les pales des ventilateurs sont dirigées axialement dans le même sens.

Dans une autre forme de réalisation avantageusement les flasques des ventilateurs sont superposés pour réduction de l'encombrement notamment axial, rigidification 15 du dispositif de ventilation et réduction d'épaisseur des flasques des ventilateurs.

Ces flasques des ventilateurs sont en contact direct ou indirect avec avantageusement intervention d'un moyen d'isolation thermique entre les deux flasques, par exemple 20 avec interposition d'un revêtement ou d'une couche en matière thermiquement isolante. Les flasques des ventilateurs sont avantageusement solidaires l'un de l'autre, la fixation entre les deux flasques est assurée par tout moyen approprié par exemple par collage, soudage 25 avantageusement par point ou rivetage, les rivets étant avantageusement obtenus par extrusion à partir de l'un des flasques.

Ainsi avantageusement les deux flasques avec les pales forment un ensemble unitaire manipulable et transportable. 30 En variante l'un des ventilateurs avec sa série de pales est fixé par avance sur le rotor et l'autre ventilateur est rapporté ensuite sur ce ventilateur.

En variante les deux ventilateurs sont fixés, par exemple par soudage traversant, sur le rotor.

Toutes les combinaisons sont possibles.

Dans une forme de réalisation toutes les pales sont 5 dirigées axialement en direction opposée au rotor. En variante au moins une pale d'un ventilateur est dirigée axialement en sens inverse par rapport aux autres pales.

Ce ou ces pales dirigées en sens inverse appartiennent à un même ventilateur ou aux deux ventilateurs.

Ainsi dans une forme de réalisation au moins un ventilateur comporte au moins une pale dirigée axialement en sens inverse par rapport aux autres pales en sorte que ce ventilateur comporte au moins deux pales s'étendant de part et d'autre de son flasque.

En variante au moins une pale de l'un des ventilateurs est dirigée axialement vers le rotor et les autres pales en direction opposée au rotor.

Dans une forme de réalisation, la machine électrique comportant un rotor à griffes présentant des dents 20 d'orientation axiale décalées angulairement, au moins une des pales de l'un des ventilateurs pénètre dans l'intervalle existant entre deux dents du rotor à griffes comme visible à la figure 1i du document FR O1 12553 précité. De préférence plusieurs pales, voir toutes les 25 pales, pénètrent chacune entre deux dents du rotor à griffes.

Avantageusement un moyen d'indexation angulaire intervient entre les deux flasques des ventilateurs pour une positionner angulairement les pales les unes par 30 rapport aux autres.

Par exemple chaque flasque est troué centralement et présente à sa périphérie interne une encoche en sorte que par superposition des encoches on obtient la position angulaire requise des pales.

En variante le moyen d'indexation est à coopération de formes, au moins une saillie de l'un des ventilateurs pénétrant dans un creux de l'autre ventilateur.

Bien entendu l'invention s'applique au cas ou un plus grand nombre de ventilateurs sont prévus.

Par exemple le dispositif de ventilation comporte dans 10 un mode de réalisation trois ventilateurs superposés en sorte que l'on peut diviser au moins certaines pales en deux parties avec présence d'un espace entre ces parties.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, 15 caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématisés annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans 20 lesquels: -La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un alternateur standard; -la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de ventilation selon l'invention; -la figure 3 est une vue de l'arrière du dispositif de ventilation selon la figure 2; -la figure 4 est une vue de côté du dispositif de ventilation selon la figure 2; -la figure 5 est une vue en perspective de l'arrière 30 du dispositif de ventilation selon l'invention pour un autre exemple de réalisation.

la figure 1 a seulement pour but de rappeler brièvement la structure générale d'un alternateur polyphasé à ventilation interne pour un moteur thermique de véhicule automobile, dans le but de placer l'invention 5 dans son contexte d'utilisation préféré. Pour la compréhension de l'invention il suffit d'indiquer que l'alternateur représenté comporte essentiellement un rotor 1 entouré d'un stator 2 et monté solidaire en rotation sur un arbre de rotor 3, dont l'extrémité avant 10 porte à rotation une poulie d'entraînement 5 et l'extrémité arrière des bagues collectrices (non référencées) appartenant à un collecteur 6. La poulie 3 est destinée à être reliée au moteur thermique du véhicule par une transmission à courroie.

Le rotor 1 est ici du type à griffes et comporte deux roues polaires, désignées par les références 8a et 8b, présentant des dents d'orientation axiales décalées angulairement d'une roue à l'autre. Le numéro de référence 9 désigne le bobinage d'excitation du rotor 20 monté entre les roues 8a, 8b. Concernant le stator il suffit d'indiquer qu'il comporte un corps 11 doté intérieurement d'encoches pour le passage de fils ou d'épingles des bobinages 12 du stator. Les bobinages 12 traversent le corps 11, constitué par un paquet de tôles, 25 et s'étendent en saillie axiale de part et d'autre du corps 11 pour former un chignon avant et un chignon arrière (non référencés). Le nombre de bobinages 12 dépend des applications notamment du nombre de phases que comporte l'alternateur.

L'arbre de rotor 3 est supporté par des roulements à billes avant 14 et arrière 15 prévus dans des paliers respectivement avant 17 et arrière 18 ici ajourés pour circulation de l'air. Les paliers ont une forme creuse et sont conformés pour porter à leur périphérie externe le corps 11 du stator. Des tirants ou des vis, visibles dans le document FR A 2 602 925 précité, relient entre eux les paliers 17, 18 constituant un support creux ou carter destiné à être fixé sur une partie fixe du véhicule.

La référence 16 désigne le dispositif classique de redressement à diodes 16' du courant alternatif produit par la machine. Ce dispositif est relié aux sorties des bobinages 12 du stator et est porté ici par le palier 10 arrière 18, qui porte également un régulateur de tension (non visible à la figure 1) et un porte-balais (représenté en partie à la figure 1). Les balais (non référencés), montés à coulissement dans le porte-balais, sont destinés à coopérer avec les bagues collectrices du 15 collecteur 6. Ces bagues sont reliées par des liaisons filaires aux extrémités du bobinage d'excitation 9, tandis que les balais sont reliés au régulateur de tension qui, de manière connue en soi, pilote ainsi le bobinage d'excitation.

L'alternateur comporte des ventilateurs avant 19 et arrière 20 fixés en rotation sur les faces frontales respectivement de la roue polaire avant 8a et la roue polaire arrière 8b. Ces faces frontales constituent les extrémités axiales du rotor.

Chaque ventilateur comporte une partie de flasque 21 appliqué et fixé sur la face frontale de la roue polaire de support et une pluralité de pales 22 saillantes axialement par rapport à la partie de flasque 21. Ces ventilateurs, qui s'étendent donc au voisinage du palier avant 17 et du 30 palier arrière 18, ont pour fonction de créer une circulation d'un fluide de refroidissement, en l'espèce de l'air, pour refroidir les parties actives les plus chaudes de l'alternateur comme les diodes 16' du dispositif de redressement 16, les roulements 14, 15, le bobinage du rotor 1 et les bobinages 12 du stator, en passant à travers différentes ouvertures appropriées dans les paliers, de la manière illustrée par des flèches. Plus précisément chaque 5 palier 17, 18 comporte centralement au voisinage du roulement associé 14, 15 des ouvertures d'entrée d'air en regard d'une partie des pales 22 et des ouvertures de sortie en regard du chignon concerné des bobinages 12. Les ventilateurs sont implantés en dessous des chignons des 10 bobinages; sachant que le ventilateur arrière 20 est avantageusement plus puissant que le ventilateur avant car il doit refroidir également le dispositif de redressement 16 et le régulateur de tension.

Il est évident que plus le débit électrique de 15 l'alternateur augmente, plus la capacité de refroidissement des ventilateurs doit être élevée. Cette augmentation du débit électrique de la machine tournante est recherchée sans augmenter le volume de la machine. Cet objectif est atteint par une configuration appropriée des pales.

La figure 2 illustre un dispositif de ventilation selon l'invention qui est conçu à cette fin. Il porte la référence générale 24 et se monte, dans l'exemple de réalisation décrit en lieu et place du ventilateur avant 19 de la figure 1 proche de la poulie 5, l'arrière du 25 dispositif 24 étant en contact direct ou indirect avec la face avant de la roue 8a.

En variante ce dispositif se monte en lieu et place du ventilateur arrière 20 de la figure 1. Bien entendu les deux ventilateurs 19, 20 peuvent être remplacés chacun par 30 le dispositif 24. En variante le ventilateur arrière 20 est remplacé par le dispositif 24 et le ventilateur avant est supprimé.

Ce dispositif de ventilation comporte selon l'invention au moins deux ventilateurs 124, 224, dénommés ci après respectivement premier ventilateur et second ventilateur.

Le second ventilateur 224 est destiné à être fixé, par 5 exemple de manière connue par des points de soudage ou par rivetage, sur l'extrémité axiale (la face frontale) concernée de la roue polaire du rotor de la figure 1.

Le second ventilateur est en contact avec la roue polaire concernée. Ce contact est un contact direct ou indirect, un 10 moyen d'isolation thermique, tel qu'un revêtement ou une couche de matière électriquement isolante, étant interposé au moins localement entre la roue polaire concernée et le second ventilateur.

Ici les ventilateurs 124, 224 sont métalliques en 15 étant économiquement en tôle. Chaque ventilateur comporte une partie de flasque respectivement 25, 125 sensiblement plane circulaire qui est pourvue d'une ouverture centrale circulaire 27, 127 pour le passage de l'arbre de rotor, indiqué en 3 sur la figure 1, et une série de pales de 20 ventilation saillantes axialement par rapport au flasque 25, 125 et ménageant entre elles des canaux de ventilation, qui dans les figures représentées sont divergents vers l'extérieur.

Le premier ventilateur 124 comporte une première série 25 de pales, dites pales primaires 29, tandis que le second ventilateur 224 comporte une deuxième série de pales, dites pales secondaires 31.

Selon une caractéristique de l'invention entre au moins deux pales consécutives d'un des ventilateurs est 30 implantée au moins une pale de l'autre ventilateur.

Les pales primaires 29 sont dans un mode de réalisation radialement plus courtes que les pales secondaires 31.

A la figure 2 les pales 29 et 31 ont sensiblement 5 radialement la même longueur, la même forme et la même taille axiale en sorte que ces pales sont globalementidentiques à l'exception de deux pales 129 primaires qui sont radialement plus courtes que les autres pales 29.

Les pales 29, 129 et 31 sont implantées à la 10 périphérie externe du flasque 25, 125 concerné.

Les pales primaires 29, 129 sont disposées ici chacune entre deux pales secondaires 31.

Cette disposition permet d'augmenter la puissance du ventilateur et réduit le risque de décollement de la veine 15 d'air de refroidissement par rapport aux pales. En effet si l'air décolle des pales secondaires 31, les pales primaires 29, 129 autoriseront un recollement de l'air sur les pales secondaires 31. Ainsi chaque pale primaire 29, 129 est disposée, c'est-à-dire implantée, dans le canal de 20 ventilation 33 ménagé entre les deux pales secondaires adjacentes 31 et qui s'évase en allant de la périphérie interne à la périphérie externe des pales. Dans ce mode de réalisation au moins une pale primaire est donc intercalée entre deux pales secondaires consécutives.

Les pales primaires 29, 129 et secondaires 31 sont ici obtenues par découpe et pliage à partir de leur flasque métallique concerné 25, 125 et ont une forme galbée comme mieux visible dans les figures 2 et 3, le ventilateur étant ici du type centrifuge.

Ainsi les canaux divergents sont délimités en partie par la périphérie externe de l'un des flasques et par les pales comme visible à la figure 2.

Les pales primaires et secondaires ont radialement une grande longueur grâce à l'invention et sont donc très performantes en ce qui concerne la ventilation. Les pales 29, 129, 31 ont ici radialement une longueur supérieure à leur hauteur axiale.

En variante les pales sont planes en étant d'orientation radiale, le ventilateur étant centrifuge. En variante les pales sont inclinées par rapport à une direction axiale et/ou radiale. En variante les pales sont 10 axialement plus hautes que longues radialement.

Le flasque 25, 125 présente ici à sa périphérie externe des portions inclinées découpées avantageusement de manière économique à la presse, qui devient après leur pliage hors du plan du flasque 25, 125 des pales ici 15 galbées. Plus précisément les pales ont radialement en section une forme d'arc de cercle comme mieux visible à la figure 2.

Les pales 29 primaires ont pour but de diminuer le bruit de la machine électrique tout en augmentant le débit 20 et le rendement. L'implantation est faite de telle façon que la pale primaire comprime le fluide de refroidissement afin que celui-ci soit en contact avec les pales secondaires 31. Les recirculations de l'air et les tourbillons sont ainsi empêchées et l'écoulement de l'air 25 est plus laminaire et s'effectue avec peu de frottements et de bruits. Cette disposition permet si besoin est de supprimer le ventilateur avant de la figure 1 en sorte que l'alternateur présente en variante un seul ventilateur.

Bien entendu grâce à l'invention, on pourrait aussi 30 envisager différentes combinaisons de dispositions des pales secondaires 31 avec les pales primaires 29, 129.

Ainsi, on pourrait disposer plusieurs pales primaires entre les pales secondaires. Le nombre de pales primaires disposé entre les pales secondaires, au sein d'un même dispositif de ventilation 24 peut être constant ou variable. Ici il est disposé une pale secondaire entre deux pales secondaires adjacentes, c'est-à-dire consécutives.

Egalement, on peut envisager d'avoir plusieurs pales secondaires 31 consécutives dépourvues de pales primaires entre elles.

La répartition des pales primaires et secondaires est déterminée en fonction de la machine électrique à refroidir 10 pour obtenir le meilleur refroidissement avec un bruit aérodynamique minimum.

Les pales primaires 29 peuvent être réparties angulairement de façon régulière ou, comme dans le cas représenté sur la figure 2, de façon irrégulière. La 15 disposition irrégulière est obtenue en variante en ayant certaines pales de longueur différente des autres comme les pales 129 de la figure 2.

La disposition irrégulière permet de réduire davantage les bruits de fonctionnement des ventilateurs. Il en est de 20 même des pales secondaires 31 qui peuvent présenter une répartition angulaire irrégulière comme c'est le cas dans le mode de réalisation de la figure 2.

Ainsi dans le mode de réalisation des figures 2 à 4 on obtient une série de pales irrégulières divisée en deux 25 parties à raison d'une partie par ventilateur.

Dans les figures 2 à 4 les ventilateurs 124, 224 sont superposés, les flasques 25 et 125 étant en contact direct l'un avec l'autre. En variante un moyen d'isolation thermique, tel qu'un revêtement thermiquement isolant, 30 intervient entre les deux flasques, le premier ventilateur 124 pouvant être dans ce cas en matière plastique renforcée par des fibres. Les pales 29, 129, 31 s'étendent axialement dans le même sens et perpendiculairement au plan du flasque 25, 125.

En variante les pales peuvent être inclinées et incurvées par rapport au plan du flasque concerné comme décrit dans le document FR A 2 602 925 précité.

Un moyen d'indexation angulaire intervient entre les deux flasques 25, 125 pour une bonne position angulaire et donc une bonne orientation des pales primaires par rapport aux pales secondaires. Pour ce faire chaque flasque 25, 125 10 présente à sa périphérie interne une encoche 100. Les encoches 100 sont ici identiques. Il suffit donc de superposer les encoches par exemple à l'aide d'une pige pour obtenir la bonne position angulaire. Ensuite on fixe ensemble les ventilateurs par exemple par soudage ou 15 rivetage pour former un ensemble manipulable et

transportable.

Avantageusement le premier flasque présente au moins un dégagement, tel qu'un trou ou une encoche représentée en pointillé en 300 à la figure 2, permettant la fixation du 20 second flasque par exemple par soudage ou rivetage sur le rotor de la machine. De préférence plusieurs trous ou encoches sont prévus.

En variante chaque flasque est fixé par exemple par soudage sur le rotor.

On appréciera que les pales 31, 29, 129 sont ici toutes axialement à la même hauteur (voir figure 4), c'està-dire que les bords libres des pales sont dans le même plan transversal. Plus précisément les pales 29, 129 ont axialement une hauteur inférieure aux pales 31, la 30 différence de largeur étant égale à l'épaisseur du premier flasque 25.

En variante les pales 29 et 31 sont axialement de hauteur différente, les pales 31 s'étant par exemple en saillie axiale par rapport aux pales 29, 129. Il en résulte que les bords libres des pales ne sont pas tous dans le même plan.

Dans tous les cas il est possible de fixer un couvercle sur le bord libre des pales 29, 129, 31 ou sur les bords libres les plus éloignées du flasque 25 comme à la figure 16 du document FR A 2 811 156 précité et comme visible partiellement en pointillés à la figure 2, le 10 couvercle portant la référence 70.

En variante au moins une pale de l'un des ventilateurs est dotée, en surplomb, d'une ailette s'étendant de manière inclinée ou perpendiculaire par rapport au plan du flasque du ventilateur concerné comme décrit et visible dans les 15 figures 11 à 13 du document FR A 2 811 156. D'une manière générale grâce à l'invention on peut obtenir les mêmes configurations à deux séries de pales de taille différente que dans le document FR A 2 811 156 précité et ce de manière simple et économique. Par exemple au moins une pale 20 et de préférence certaines au moins des pales, d'au moins un des ventilateurs peuvent être ondulées ou être axialement de hauteur décroissante ou être planes et inclinées par rapport à une direction radiale comme respectivement dans les figures 6, 15 et 2 de ce document. 25 Grâce à l'invention on diminue les pertes de charges et les bruits, on augmente le rendement et le débit d'air et on obtient un écoulement stable du fluide de refroidissement.

Il ressort de ce qui précède que l'invention permet la réalisation d'un dispositif de ventilation ayant des configurations de pales complexes leur conférant un pouvoir de refroidissement accru, à un cot de revientrelativement faible tout en ayant une bonne tenue mécanique.

Le dispositif de ventilation selon l'invention, permet d'obtenir des pales de même configuration, notamment identiques, comme dans les figures 2 à 4, mais qui sont très rapprochées et ainsi en grand nombre et/ou des pales de forme longue ou compliquée, et qui du fait ne peuvent pas être réalisées par pliage à partir d'un seul ventilateur.

Le dispositif de ventilation permet de fabriquer aisément et économiquement au moins un ventilateur doté d'au moins une pale, de préférence de plusieurs pales, présentant une configuration telle que l'angle d'entrée formé sur le cercle interne entre la pale et la direction du rayon à ce 15 point du cercle est sensiblement le même que l'angle de sortie formé sur le cercle extérieur entre la pale et le rayon correspondant comme décrit dans la demande FR 01 14301 déposée le 31/10/2001, ledit angle pouvant être identique aux angles d'entrée et de sortie pour tous les 20 points entre l'entrée et la sortie. Grâce à cette disposition on minimise les écoulements turbulents du fluide de refroidissement, ici de l'air, tout en ayant un grand nombre de pales.

Dans une variante on peut configurer au moins une partie des pales d'au moins un des ventilateurs de telle manière que l'angle d'incidence des pales, au niveau du bord d'attaque est compris entre 1500 et 1750, et l'angle d'incidence des pales, au niveau du bord de fuite, est 30 compris entre 90 et 165, par rapport à la tangente à un cercle engendré lors de la rotation des pales, le rapport entre le pas moyen des pales et la longueur moyenne de ces dernières est inférieure 0,975 comme décrit dans la demande FR 01 05772 déposée le 27/04/2001. Grâce à cette disposition on diminue les pertes par frottement du fluide de refroidissement.

En variante au moins une pale d'au moins un des ventilateurs présente des perforations, telles que des trous ou des fentes, pour passage du fluide de refroidissement, ici de l'air, d'une face à l'autre de cette pale pour compenser le ralentissement de la veine de 10 fluide et éviter ainsi le décollement du fluide et diminuer les bruits.

Au moins une pale d'au moins l'un des ventilateurs s'étend en variante de manière inclinée par rapport au plan 15 perpendiculaire au flasque du ventilateur concerné.

Dans les figures 1 à 4 les ventilateurs sont dépourvus de nervures de rigidification En variante comme visible à la figure 5 des nervures de 20 rigidification sont prévues. Ces nervures affectent au moins certaines pales des ventilateurs en sorte que l'on peut diminuer l'épaisseur et donc le poids des ventilateurs, notamment des flasque de ceux-ci.

Plus précisément dans cette figure 5 le dispositif de ventilation se monte à la place du ventilateur arrière de la figure 1.

Dans cette figure 5 les éléments communs avec ceux de la figure 2 seront affectés des mêmes signes de référence et le dispositif de ventilation est vu également de dessus (de 30 face). Les deux ventilateurs 124, 224 sont métalliques et les pales sont obtenues comme celles de la figure 2 par découpe et pliage à partir du flasque métallique du ventilateur concerné. Le deuxième ventilateur 224 est en contact avec la roue polaire 8b de la figure 1, la fixation des ventilateurs étant réalisée de manière précité.

Ici le premier ventilateur 124 est doté d'une première série de pales 31' similaires au pales 31 du second ventilateur de la figure 2, tandis que le second ventilateur 224 est doté d'une deuxième série de pales 29', 129'similaires aux pales 29, 129 du premier ventilateur de la figure 2.

Plus précisément les pales 29', 129', 31' diffèrent des pales 29, 129, 31 par le fait qu'elles sont moins galbées et par le fait que des nervures 401 et 402 affectent, ici centralement, respectivement les pales 29', 129' et 31'en sorte que les pales sont nervurées.

On notera que les nervures 402 sont prolongées radialement 15 vers l'intérieur par une nervures 403 de jonction, globalement d'orientation radiale, raccordant la nervure 402 à un rebord annulaire d'orientation axiale 404 que présente centralement le flasque 25 du premier ventilateur 124. Ce rebord 404 rigidifie le flasque du ventilateur 124 20 et est interrompue par deux nervures 405 des liaisons filaires des extrémités du bobinage d'excitation 9 de la figure 1 aux bagues collectrices du collecteur de cette même figure 1.

Les nervures 401, 402, 403, 405 sont obtenues par emboutissage et ont une forme bombée en sorte qu'elles sont intérieurement creuses et quelles n'augmentent pas outre mesure le poids des ventilateurs.

En variante les nervures sont obtenues par moulage lorsque les ventilateurs sont en matière moulée.

Dans tous les cas les nervures de passage 405 sont intérieurement creuses pour passage des liaisons filaires précitées.

Le second ventilateur 224 est dépourvu de nervure de jonction.

En variante ce ventilateur présente des nervures de jonction et/ou des nervures de passage de forme complémentaire à celles du premier ventilateur 124.

Dans ce cas, comte tenu de la dissymétrie des pales on obtient un moyen d'indexation angulaire par coopération de formes des nervures concernées du second ventilateur avec celles du premier ventilateur, une saillie, ici une nervure, de l'un des ventilateurs pénétrant dans un creux, ici l'intérieur d'une nervure, de l'autre ventilateur.

En même temps il est formé un détrompeur.

Bien entendu à la figure 2 on peut remplacer les encoches par des saillies locales complémentaires intérieurement 15 creuses, telles que des nervures, pour réaliser le moyen d'indexation angulaire.

En variante l'un des ventilateurs comporte une saillie pénétrant de manière complémentaire dans une ouverture complémentaire, telle qu'une encoche ou un trou, de l'autre 20 ventilateur pour formation du moyen d'indexation angulaire.

Bien entendu le dispositif de ventilation selon l'invention peut se monter dans un alternateur réversible, appelé alterno-démarreur, pouvant fonctionner également en mode 25 moteur électrique, notamment pour démarrer le moteur thermique du véhicule automobile comme décrit dans le document WO 01/69762. En variante ce dispositif de ventilation peut se monter dans un alternateur comportant un rotor à pôles saillants comme décrit dans le document WO 30 02/054566. L'alternateur peut également être refroidi par eau et être équipé de ventilateurs axiaux.

Les bobinages du stator peuvent comporter des éléments conducteurs en forme de barres, tels que des épingles globalement en forme de U et à section avantageusement rectangulaire comme décrit dans le document FR A 2 820 896.

Le dispositif de ventilation interne selon l'invention permet de bien refroidir la tête des épingles car il peut avoir la forme voulue. L'alternateur peut ne comporter qu'un ventilateur arrière grâce à la puissance du dispositif de ventilation selon l'invention.

Claims (26)

REVENDICATIONS

1- Dispositif de ventilation (24) adapté à être fixé 5 sur le rotor d'une machine électrique tournante, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ventilateurs (124, 224) comportant chacun un flasque (25,125) et une série de pales saillantes (29, 129 -31) et en ce qu'au moins entre deux pales consécutives (31) de l'un des 10 ventilateurs (124,224) est implantée au moins une pale (29) de l'autre des ventilateurs.

2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moyen d'indexation angulaire (100) intervient 15 entre les deux flasques (25, 125) des ventilateurs pour positionner angulairement les pales les unes par rapport aux autres.

3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en 20 ce que chaque flasque (25, 125) est troué centralement et présente à sa périphérie interne une encoche (100) en sorte que par superposition des encoches on obtient la position angulaire requise des pales.

4- .Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'indexation angulaire consiste en un moyen à coopération de formes, l'un des ventilateurs comportant une saillie pénétrant de manière complémentaire dans un creux ou une ouverture de l'autre ventilateur.

5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les flasques (25,125) des ventilateurs (124, 224) sont superposés.

6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les flasques (25, 125) des ventilateurs (124,224) sont en contact direct.

7- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les flasques (25, 125) des ventilateurs (124, 224) sont en contact indirect, un moyen d'isolation thermique intervenant entre les deux flasques (25, 125).

8-. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins une pale de l'un des ventilateurs est dirigée axialement en sens inverse par rapport aux autres pales des ventilateurs.

9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que certaines au moins des pales de l'un des ventilateurs (124, 224) sont dirigées axialement vers le flasque de l'autre ventilateur et réciproquement, les flasques des ventilateurs étant face à face à distance l'un 20 de l'autre.

10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les ventilateurs sont fixés l'un à l'autre et en ce que la fixation des ventilateurs est réalisée par 25 collage ou soudage d'un flasque de l'un des ventilateurs sur le bord libre d'au moins certaines pales de l'autre ventilateur.

11- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, 30 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une pale destinée à pénétrer entre deux dents d'orientation axiale d'un rotor à griffes que présente la machine électrique tournante.

12- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'un des flasques (25, 125) des ventilateurs présente au moins un dégagement pour fixation de l'autre flasque sur le rotor de la machine électrique tournante.

13- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les pales (29, 129- 31) des ventilateurs (124,224) sont dirigées 10 axialement dans le même sens.

14- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les bords libres des pales (29, 129- 31) des ventilateurs (124,224) sont dans le même plan.

15-. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les bords libre des pales des ventilateurs ne sont pas tous dans le même plan.

16- Dispositif selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce qu'un couvercle (70) est fixé sur les bords libres d'au moins certaines pales des ventilateurs.

17- Dispositif selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 16, caractérisé en ce que certaines au moins des pales (29) de l'un des ventilateurs ont la même configuration qu'au moins certaines pales (31) de l'autre ventilateur.

18- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que certaines au moins des pales de l'un des ventilateurs sont d'un type différent de celui des pales de l'autre ventilateur.

19- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pale de l'un des ventilateurs est axialement de hauteur décroissante.

20- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pale de l'un des ventilateurs est dotée en surplomb 10 d'une ailette.

21-. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un ventilateur est doté d'au moins une pale présentant une 15 configuration telle que l'angle d'entrée formé sur le cercle interne entre cette pale et la direction du rayon à ce point du cercle est sensiblement le même que l'angle de sortie formé sur le cercle extérieur entre cette pale et le rayon correspondant.

22-. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie des pales d'au moins un des ventilateurs est configurée de telle manière que l'angle d'incidence des 25 pales, au niveau du bord d'attaque est compris entre 1500 et 1750, et l'angle d'incidence des pales, au niveau du bord de fuite, est compris entre 900 et 165, par rapport à la tangente à un cercle engendré lors de la rotation des pales.

23-. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pale d'au moins un des ventilateurs présente des perforations, telles que des trous ou des fentes, pour passage du fluide de refroidissement de la machine électrique tournante.

24- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ventilateurs sont métalliques.

25-. Dispositif selon l'une quelconque des 10 revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pale d'au moins un ventilateur est nervurée.

26-. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins 15 l'un des ventilateurs présente au moins une pale inclinée par rapport au plan perpendiculaire au plan du flasque dudit ventilateur.