Brevet FR2020936A1 — publié le 19700717

La présente invention se rapporte à une construction d'induit destinée à être utilisé dans des machines dynamoélectriques. L'industrie a souffert pendant de nombreuses années des difficultées dues à la défaillance ou la rupture des fils conducteurs se trouvant entre les enroulements d'un induit et les lames du collecteur dans des moteurs,/géneratrices électriques, etc... Initialement, on laissait pendre librement les fils ou les conducteurs entre les enroulements de l'induit et les lames du collecteur de sorte que la force centrifuge produite par la rotation à grande vitesse de l'induit faisait fléchir continuellement les conducteurs jusqu'à ce qu'ils se rompent soit au voisinage de la-jonction des conducteurs avec les lames du collecteur soit au voisinage du point où les conducteurs quittent I'enroulement de l'induit.Diverses tentatives ont été faites pour empêcher les fils ou conducteurs de se rompre, l'une d'entre elles étant décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2.381.533 et qui consiste à utiliser un élément fibreux en forme de cuvette entourant les extrémités de l'enroulement de l'induit, avec une rondelle fondue montée en butée entre l'élément en forme de cuvette et les bords des lames- du collecteur de manière à supporter les conducteurs sur la surface extérieure en forme de cuvette et à travers les fentes de la rondelle avant que les conducteurs ne soient connectés aux lames du collecteur. Des fils étaient enroulés autour des conducteurs à l'emplacement de la rondelle et à l'extrémité de grand diamètre de l'élément en forme de cuvette afin de maintenir les conducteurs dans ce dernier.Ce procédé était très coûteux et gênant, il nécessitait des éléments supplémentaires et du travail supplémentaire,ce qui augmentait considérablement le prix du produit fini. Un autre procédé de la technique antérieure décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2.790.101 consiste à utiliser des fentes angulaires formées sur les-lames du collecteur et un disque de soutien tel que les conducteurs suivent un trajet courbe et pénètrent dans les fentes des lames du collecteur de manière à réduire la force centrifuge qui agit sur la structure. Ceci nécessite des frais supplémentaires pour tailler les fentes angulaires sur les lames du collecteur sans empêcher cependant les fils ou conducteurs d'être projetés par la force centrifuge par rapport à l'arbre,pour finalement se rompre. Un procédé récent de la technique antérieure est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 3.129.349. Dans ce brevet, on décrit un procédé consistant à monter les conducteurs entre l'induit et les lames du collecteur en poussant de force les conducteurs dans des fentes sous-dimensionnées des lames et en formant ensuite une bague de résine époxy sur la région de jonction de manière à empêcher la force centrifuge d'agir sur les conducteurs au point de liaison entre ceux-ci et les lames du collecteurê Ce brevet a permis de résoudre la difficulté présentée par la rupture des conducteurs directement auxpoints de leurs liaisons avec les lames du collecteur, mais n' a pas supprimé le problème posé par la rupture des conducteurs à l'endroit où ils pénètrent dans la bague de matière époxy. La force centrifuge agit toujours sur les conducteurs et finalement les fait rompre. Dans la présente invention, on a trouvé qu'en pontant les conducteurs de l'enroulement de l'induit sortant à labase des enroulements et près de la circonférence de l'arbre de l'induit, en utilisant ensuite un soutien pour les conducteurs sur toute leur longueur jusqu'à leurs points de liaison avec les lames du collecteur et en enduisant ensuite les fils et les enroulements avec une matière appropriée te qu'une résine époxy pour fixer les conducteurs sur le soutien, on empêche tous les conducteurs d'être soumis à une force centrifuge ou à d'autres forces non supportées7 de manière à supprimer la fatigue et la rupture des conducteurs en tous points pendant leur passage de l'enroule- ment de l'armature jusqu'aux lames du collecteur. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard du dessin annexé qui donne à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. Sur ce dessin, La Fig. 1 est une vue latérale, avec arrachement partiel, d'une machine dynamoélectrique dont l'induit est construit suivant la présente invention La Fig. 2 est une coupe à grande échelle des parties critiques de la construction de l'induit qu'on voit sur la Fig. 1; et La Fig. 3 est une sue en perspective d'un élément de support séparé de 1' Induit. Comme on le voit sur le dessin, et en se reportant parti culièrement aux Fig. 1 et 2, la construction perfectionnée de l'induit selon l'invention est indiquée d'une manière générale par la référîence 10, laquelle est montée dans la carcasse 11 d'un moteui afin de tourner sur un arbre 12. L'induit est -entouré par un stator 16 et comporte deux balais 18 venant en contact avec les lames 20 du collecteur . L'induit comporte un manchon isolant 22 enduit ou ajusté à la presse sur l'arbre 12 et une série de feuillets d'induits 24 qui sont fixés ensemble et qui sont fixés au dit manchon isolant 22.Les feuillets 24 présentent des fentes radiales 26 qui sont formées à des positios relatives équidistantes autour de sa partie périphérique extérieure, lesquelles fentes s'étendent suivant une direction axiale, parallèlement à l'axe de l'arbre. Un certain nombre d'enroulements 28 sont disposés dans les fentes respectives suivant un schéma prédéterminé qui est standard et qui est bien connu dans la technique. Lorsque les enroulements 28 sont disposés dans les fentes, un nombre choisi au préalable de conducteurs 30 sortent de l'enroulement, près de la circonférence extérieure du manchon 22 de l'arbre 12.Ces conducteurs 30 se-présentent en général sous lÇ rme d'une boucle et leur longueur est suffisante pour qu'ils s'étendent Jusqutawx lames 2Q du collecteur et qu'ils soient connectés à celles-ci. Le manchon 22 qui est monté sur l'arbre 12 s'étend audelà de l'extrémité de l'enroulement 28 de l'induit et il coopère avec le collecteur 32. Le collecteur 32 est un élément isolant de forme circonférentielle comportant une série de lames de collecteur 20 qui sont noyées autour de sa périphérie extérieure suivant des positions relatives parallèles les unes par rapport aux autres et entre les côtés des lames voisines est noyée une matière isolante appropriée. On a propose un grand nombre de systèmes différents pour fixer les conducteurs 30 sur les lames 20 du collecteur, et l'un quelconque d'entre eux peut entre utilisé dans le dispositif selon la présente invention. Dans le mode de réalisation représenté, chaque lame comporte-une courte languette ou talon allongé 34 représenté en pointillé sur la Fig. 2, lequel s'étend axialement depuis l'extrémité de connexion de la lame, lesquelles languettes 34 sont destinées à être repliées sur le sommet des lames 20 afin de verrouiller les conducteurs 30 sur la lame du collecteur, en réalisant avec celle -ci une liaison mécanique et une connexion électrique. Un élément de support 36 présente une forme tronconique et une ouverture cylindrique 38 formée au cenm tre. L'élément 36 peut être un élément séparé et peut être en une matière isolante de l'électricité telle qu'une résine thermie durcissable ou toute autre composition phénolique bien connue. L'élément 36 peut être moulé comme élément du collecteur sans sortir du cadre de la présente invention. L'élément de support peut être réalisé en une matière fibreuse, à l'aide d'une fibre d'ébonite, de papier de chiffons, ou d'une matière semblable imprégnée avec une matière isolante appropriée. La matière doit être capable de supporter des charges de force centrifuge rela tivement élevées et de supporter des températures de fonctionnement relativement élevées. L'élément de support 36 présente une paroi extérieure inclinée 40 qui fait un angle approprié avec l'axe du cône en allant du côté élevé proche des lames du commutateur jusqu'au côté bas qui se trouve contre le manchon 22 et l'arbre 12.En pratique, des éléments de support 36 dont l'angle A est égal dans certains cas à 450 et dans d'autres cas à 49,50 se sont montrés très satisfaisants et se sont comportés d'une fa çon excellente lorsqu'on les a utilisés, sans aucune rupture de fils ou de conducteurs. L'élément de support en forme de cène 36 est ajusté à la presse ou d'une autre manière en le verrouillant sur le manchon 22 et sur l'arbre 12 de telle sorte que son bord intérieur 42 se trouve très près de l'extrémité extérieure des enroulements 28 de l'induit. te collecteur 32 est ensuite ajusté à la presse ou fixé sur le manchon 22 ou l'arbre 12 et peut également être fixé à la base 44 de l'élément de support 36 de sorte que l'élément de support 36, le collecteur 32 et le manchon 22 tournent tous ensemble avec l'arbre 12.Il doit être évident que l'élément-de support 36 et le collecteur 32 pourraient être formés en une seule pièce sans sortir du cadre de la présente invention Les feuillets 24 de l'induit, l'élément de support 36 et le collecteur 32 étant en position sur l'arbre 12, l'induit est prêt à être bobiné, ce qui peut être effectué à l'aide de l'une quelconque des machines à bobiner bien connues.A mesure que les enroulements sont disposés dans les fentes, les paires de conducteurs 30 sont prises des fentes appropriées en unpoint qui est très rapproché de la surface extérieure de l'arbre 12 et du- pour former une liaison mécanique et une connexion électrique entre les lames et les conducteurs 30. Comme on le voit sur la Fig. 1, les conducteurs 30 s'étendent depuis les languettes 34 des lames du collecteur suivant un certain angle en travers de la surface inclinée 40 des éléments de support avec une certaine composante dirigée vers 'avant dans le sens de rotation de l'induit. Bien que l'angle formé par les conducteurs constitue un agencement préféré, on a trouvé qu'il en résultait des avantages par rapport a un alignement droit des conducteurs 30 depuis l'en- roulement le long de la pente de l'élément de support, jusqu'à la lame 20 du collecteur.Les conducteurs 30 étant en contact à peu près sur la totalité de leur longueur avec l'élément de support 36, les conducteurs 30, l'élément 36 et les enroulements 28 sont saturés d'une matière résineuse du type utilisé normalement sur les enroulements, laquelle matière est ensuite mûrie. La matière résineuse mArie laisse un glaçage qui colle d'une manière permanente lesconducteumssur la surface de. l'élément de support 36. Les conducteurs 30 étant fixés sur la surface de l'élé- ment de support 36, la force centrifuge n'agit pas sur les fils en les allongeant et en les faisant fléchir près de leurs extrémités de liaison pour finalement les faire rompre. Le conducteur qui se trouve à la surface subit encore les forces qui agissent sur lui, mais du fait que les forces ne sont pas suffisantes pour séparer le conducteur de la surface de l'élément de support 36 et du fait que la surface de ce dernier ne peut fléchir sous l'influence de la force centrifuge, la surface et les conducteurs sont maintenus à peu près rigides par rapport à l'arbre et de ce fait ne fléchissent pas,en évitant de cette manière toute rupture des conducteurs. Les conducteurs étant supportés à peu près sur toute leur longueur d'une manière telle qu'ils suivent leurs trajets nature,éntre leur sortie-des enroulements et leurs connexions avec les conducteurs du collecteur, aucune tension n'est imposée aux conducteurs à la position de repos de l'induit et aucune force centrifuge, ni aucune force de vibratiors ou force de chocs n'est capable d'agir d'une manière effective sur les conducteurs lorsque l'induit est en rotation et de ce fait les conducteurs ne sont ni fléchis ni rompus. Le fait selon la technique antérieure que les conducteurs étaient suspendus librement sans être supportés entre les enroulements et les lames du collecteur donnait la possibilité à la force centrifuge (ainsi qu'aux forces de chocs et de vibrations) d'agir sur la masse des conducteurs pour les faire fléchir et les rompre. Cette difficulté a été complètement supprimée à l'aide de la présente invention, comme décrit plus haut. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Induit pour une machine dynamoélectrique comportant un arbre, une structure de noyau stratifié muni de fentes portée par l'arbre, un ensemble de collecteur porté par l'arbre et espacé axialement de la structure du noyau, un ensemble d' enroulement disposé dans les fentes de la structure de noyau et comportant une série de conducteurs sortant de son extrémité tournée vers le collecteur, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de support isolant de l'électricité porté par l'arbre et formant une surface inclinée partant du collecteur jusqu'à l'arbre, les conducteurs de I'enroulement étant disposés sur ladite surface inclinée et étant fixés à des connexions formées sur l'ensemble du collecteur, un moyen résineux formant un revêtement sur les conducteurs et sur la surface inclinée de l'élément de support afin de fixer d'une manière permanente les conducteurs sur ledit élément de support afin d'éviter toute défaillance par la fatigue des conducteurs. 2. Induit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs sortent de l'enroulement à un emplacement qui est relativement proche de la circonférence extérieure de l'arbre. 3. Induit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface inclinée de l'élément de support se termine très près de l'ensemble de l'enroulement. 4. Induit suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les conducteurs sont disposés suivant une ligne en biais par rapport à l'axe de l'arbre en partant de la connexion avec l'en- semble du collecteur et suivant le sens de rotation de l'induit. 5. Induit suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins deux des conducteurs sont connectés à chaque lame du collecteur. 6. Induit pour une machine dynamoélectrique comprenant un arbre, un moyen isolant porté par l'arbre afin de tourner avec lui, une structure de noyau stratifié muni de fentes portée par le moyen isolant pour tourner avec celui-ci, un ensemble de collecteur comprenant une série de lames de collecteur disposées sur sa surface, l'ensemble du collecteur étant porté par le moyen isolant afin de tourner avec l'arbre, l'ensemble du collecteur étant espacé axialement de la structure du noyau, un enroulement disposé dans les fentes de la structure de noyau et comportant une série de conducteurs sortant de l'extrémité de l'enroulement proche de la péri phérie de l'arbre la plus rapprochée de l'ensemble du collec.- un élément de support en forme de conte en une matière isolante de l'électricité porté par l'arbre et formant une surface inc- née depuis les extrémités deslames du collecteur jusqu'a' l'arbre à un point proche de l'enroulement, les conducteurs de l'enroulement étant disposés sur cette surface inclinée et étant fixez à des connexions formées sur les lames du collecteur, un moyen fixant les conducteurs sur la surface inclinée de l'élément de support afin de disposer rigidement ces conducteurs et les tempe cher de fléchir sous la force centrifuge pendant la rotation de l'induit.