Brevet FR2085240A1 — publié le 19711224

On sait que dans la construction des machines électriques tournantes, on utilise pour réaliser les bobinages un fil conducteur isolé par une mince couche dsémail, la bobine une fois réalisée par enroulement sur un mandrin étant en général enduite d'un produit assurant une solidarisation suffisante des fils er,- tre eux pour que la bobine puisse autre manipulée sans danger de détérioration ou de débobinage.Lorsque-de telles bobines sot montées sur des support-s métalliques, on interpose en général entre le support et la bobine une carcasse isolante préfonnée ou prémoulée ; il est fréquent que cette carcasse présente un in convènient non négligeable en raison du fait quelle constitue un obstacle à l'évacuation des calories produites par effet Joule par le courant circulant en cours d'utilisation dans la bobine. Si lton supprime la présence de la carcasse isolante précitée, on risque, lors de la mise en place de la bobine sur son support mé- tallique de détériorer l'émail des fils de la bobine, qui viennent en contact avec le support, ce qui rend le bobinage inutili- sable pour la machine électrique tournante à laquelle il est destiné. Ce problème se pose en particulier pour les bobinages de rotor des machines électriques tournantes du type de celles décrites dans la demande de brevet français n P.V. 172.096 déposée le 31 Octobre 1968 et dans les demandes de certificat d'ad- diction correspondantes. La présente invention -a pour but de proposer un procédé de montage de bobinages sensiblement cylindriques sur leur sup- port associé, procédé qui évite les inconvénients précité en interposant entre le support et au moines une des parties de la bobine qui s'appuie sur ledit support, une feuille.isolante mince, qui épouse la forme des surfaces de contact au moment de la mise en place de la bobine sur son support. La présente invention a pour objet un nou montage d'une bobine, de préférence en forme d'anneau cylindrique, sur son support associé jouant le rle de moyeu de centrale, essentiellement caractérisé par ce fait que l'on présente la bobine en vis-a-vis de son support ; que Iton dispose entre le support et la bobine une feuille isolante déformable ; que l'on met en place la bobine sur le support précité par translation, la feuille isolante se trouvant enserrée entre le support et les zones de la bobine qui viennent en appui sur ledit support. Dans un mode préféré de réalisation, la bobine en forme d'anneau cylindrique est constituée en fil conducteur émaillé, l'ensemble des spires ayant subi un encollage préalable ; le support est un annea- :;ant par exemple une section an forte de U; la bobine s'appuie sur le support par sa surface latérale de plus petit diamètre et par une de ses faces perpendiculaires à son axe ; le support constitué d'un amneau, dont la section est en forme de U, comporte sur sa paroi latérale de plus grand diamètre des pattes d'accrochage desbinées à venir se fixer dans les encoches d'un stator de machine électrique tournante, tel qu'un alternateur de petite paissance par oremple ; la feuille isolante déformable est une feuille Mines constituè de papier par exemple ; la feuille le isolante déformable comporte des-découpes facilitant sa défor- mation dans sa zone centrale et/ou dans sa zone périphérique ; la feuilla isolante déformable constitue initialement un disque cir- eulaire ; la largear des zones de découpe de la feuille isolante déformable est sensiblement égale à l'épaisseur de la bobine selon son axe ; les découpes de la feuille isolante déformable en forme de disque sont réalisées de façon sensiblement radiales. La présente invention a également pour obJet le produit industriel nouveau que constitue une feuille isolante déformable destinée à la mise en oeuvre du procédé de montage ci-dessus dé- fini, dans le cas où la bobine est un anneau cylindrique positionné axialement sur son support associé par appui de l'une de ses faces perpendiculaires à son a=e, essentiellement caractérisée par le fait qu'elle a la forme d'un disque ayant un diamètre supérieur au plus petit diamètre de la bobine et qu'elle comporte des découpes sensiblement radiales disposées dans sa zone centrale et/ou dans sa zone péripnérique. Dans un mode préféré de réalisation, la feuille isolante déformable selon l'invention est un disque de papier ; la feuille comporte, dans sa zone où n' existe aucune découpe, un orifice permettant le passage d'un fil conducteur émaillé ; le disque qui constitue la feuille a un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre extérieur de la bobine ec la zone centrale du disque comporte des découpes radiales dont la longueur est sensiblement égale à la dimension de la bobine selon son axe ; le disque oui constitue la feuille isolante déformable a un diamètre extérieur égal à la somme du diamètre extérieur de la bobine et de l'épaisseur de ladite bobine selon son axe, le disque comportant une zone cen trale d'un diamètre égal au diamètre intérieur de la bobine, ladite zone centrale étant ou bien un évidement circulaire ou bien une zone comportant des découpes radiales, le disque comper- tant également dans une zone périphérique, dont la largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la bobine selon son axe, d découpes radiales0 La présente invention a également pour objet le pro- duit industriel nouveau que constitue une machine électrique tournante, e, en particulier, un alternateur de petite puissan ce, par exemple du type de celle décrite dans la demande de bre- vet frangais n P.V. 172.096 déposée le 31 Octobre 1968 et dans les demandes de certificat d'addition correspondantes, essentiellement caractérisée par ce fait qu'elle comporte au moins un oo- binage monté sur son support associé au moyen du procédé ci-dessus défini ou en utilisant une feuille isolante telle que oi-dessus définie. On constate que la nise en oeuvre du procédé selon 1 n- vention permet d'éviter toute détérioration de l'émail des ils qui constituent la bobine sur les parois du support sur lequel vient s'adapter ladite bobine : en effet l'interposition de la feuille isolante évite le frottement des fils sur le support et, en tous cas, évite tout contact de ces fils avec la paroi métal- lique du support. Les découpes prévues dans les zones centrales et/ou périphériques de la feuille isolante permettent une défor- ration de celle-c sans déchirure de sorte que la bobine se trou- ve entourée, sur deux ou trois de ses faces, par la feuille so- lante lorsque celle-ci a été déformée sans déchirure au cours la mise en place de la bobine sur son support. n est important de remarquer Qu'un tel procédé de montage permet sans difficulté l'automatisation de l'opération de montage de la boblne sur son support et que le prix de revient de la feuille isolante utilisés est extrêmement faible. Da plus, après mise en place de la bobine sur son support, il est possible d'assurer la position de ladite bobine au moyen d'un produit de collage tel qu'une résine synthétique thermofasible par exemple, ladit produit pouvant s'écou1er lors de sa mise en lace entre d'une part les fila @u coci- nage et d'autre part les zones de support, lui assurent le positionnement de la bobine, grâce aux faibles espaces libres laissés entre le support et les fils de la bobine au droit des zones de découpes de la feuille isolante. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et on limitatif, trois modes de réalisation de feuilles isolantes selon l'invention et un mode de mise en oeuvre desdites feuilles et du procédé de montage correspondant, l'ensemble étant repré- senté sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figume 1 représente, vue en plan, une feuille isolante selon l'invention, en forme de disque ayant une zone centrale à découpes radiales ; - la figure 2 représente, vue en plan, une feuille isolante selon l'invention, en forme de disque ayant une zone centrale évidée et une zone périphérique à découpes radiales ; - la figure 3 représente, vue en plan, une feuille isolante selon l'invention, en forme de disque ayant une zone centrale et une zone périphérique à découpes radiales ; - la figure 4 représente, en perspective, au moment du mon- tage, un support de bobine, sa bobine associée et la feuille isolante de la figure 1 ; - la figure 5 représente, en coupe axiale, le support de bobine de la figure 4 après montage de la bqbine avec interposiion de la feuille isolante de la figure 1. En se référant au dessin et plus particulièrement à la fi- gure 1, on voit qu'une première réalisation de la feuille isolante selon l'invention est constituée par un disque circulaire 1 ayant un diamètre sensiblement éDal au plus grand diamètre de la bobine, avec laquelle il est destine à coopérer.Le disque 1 comporte une zone centrale dont le rayon est sensiblement égal à l'é- paisseur, selon l'axe,-de la bobine avec laquelle le disque 1 est destiné à coopérer ; cette zone centrale est découpée en secteurs 2, les lines de découpe 3 étant radiales. Dans la zone du disque 1 qui ne comporte pas les découpes , on a prévu an orifice 4 de dimension suffisante pour laisser passer un fil émaillé de la bobins. La mise en place d'un cel disque 1 est représentée sur les figures 4 et 5. On voit que selon la procédé de l'invention, on dispose en vis-à-vis la support de l'obine 5 et sa bobine associée à. La bobine 6 est en anneau cylindrique constitué par un enroulement de fil conducteur émaillé. On a désigné par 6a et 6b les extrémités du fil conducteur dont est constituée la bobine 6. Le support 5 a la forme d'un anneau dont la section est en forme de U ; il comporte à sa périphérie des pattes d'accrochage 7 auS extrémités desquelles sont disposés des talons d'accrochage 8 parallèles à l'axe du support0 Le support 5 délimite un logement annulaire dont les dimensions correspondent sensiblement aux dimensions de la bobine 6. Dans la zone constituée par l'angle de son fond 9 et de sa paroi latérale de grand diamètre 10, le support 5 comporte une encoche pratiquée radialement et désignée par 11, cette encoche permettant le passage de l'extrémité 6b du fil de la bobine 6.La paroi latérale cylindrique de petit dia- mètre du support 5 a été désignée par 12 sur la figure : elle constitue un mandrin de centrage pour la mise en place de la bobine 6, étant entendu que le seul diamètre parnaitement ccnnu de la bobine 6 est le petit diamètre puisque celui-ci est égal au diamètre extérieur du mandrin d T enroulement sur lequel a été ob- tenu ladite bobine 6. Pour mettre en place, selon l'invention, la bobine 6 sur son support 5, on dispose d'abord ladite bobine au droit du support de façon que la paroi latérale 12 du support se trouve juste en vis-à-vis de l'évidement circulaire central de la bobine, le petit diamètre du logement prévu dans le support 5 entre les parois 12 et 10 étant sensiblement égal au diamètre du mandrin d'enroulement de l'a bobine 6. On interpose alors, entre la bobine 6 et le support 5, le disque 1 réalisé en papier fort, le trou 4 étant placé au droit du fil 6b : le disque l peut être avantageusement disposé sur le support 5.On déplace lors la bobine 6 de façon à l'introduire dans lue logement du support 5 qui est défini par les parois 9, 10 et 12. Au cours de l'enfoncement de la bobine dans son logement, les secteurs 2 du disque 1 se relèvent parallèlement à l'axe du support 5 et viennent en conséquence s'intercaler entre la paroi latérale de petit diamètre de la bobine 6 et la paroi cylindrique 12 : dans cette position les secteurs 2 laissent entre eux des vides désignés par 13 sur le dessin. La partie non découpée du disque 1 se trouve enserrée entre la bobine 6 et le fond 9 du support 5. Le fil 6b de la bobine après avoir traversé le disque 1 par l'orifice 4, traverse le fond 9 du support 5 par l'encoche 11. On voit donc que dans la position représentée sur la figure 5, la bobine 6 est, grâce au disque 1, isolée du support 5 sur sa paroi latérale de petit diamètre et sur sa face qui est en appui sur le fond 9 ; de plus, l 'interposition du disque 1 au moment de la mise en place de la bobine 6 sur le supporte 5 a évité la détérioration des fils de la bobine 6. il convient de noter qu'il n'y a pratiquement pas de problème d'isolement le long de la paroi latérals 10 du support 5 car le logement d support 5 est prévu un peu plus grand que le diambtre extérieur de la bobine 6, ledit diamètre extérieur ne pouvant être fixé qu'avec une très large tolérance.Le support 5 ainsi muni de sa bobine peut être utilisé pour constituer le bobinage fixe du rotor d'un alternateur sans balai, les talons d'accrochage 8 s'insérant dans les encoches du stator, La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation de la feuille Isolante selon l'invention. Dans ce mode de réalication, la feuille isolante est constituée d'un disque 14, qui comporte une zone centrale 15 constituée par un évidement : l'évidement 15 a un diamètre sonsiblement égal au dianètre de la paroi latérale 12 du support 5 avec lequel est destiné à coopérer le disque 14.Le disque 14 comporte une zone périphérique où sot pratiquées des découpes 16 qui séparent des dents 17. La hauteur des dents 17 est sensiblement égale à l'épaisseur, selon l'axe, de la bobine 6 avec laquelle est destiné à coopérer le disque 14. Dans sa zone non découpée, le disque 14 comporte un orifice 4a ayant le même but que l'orifice 4 du disque 1. On conçoit qu'en utilisant un tel disque 14, on puisse réaliser isolement d'un bobinag-e 6 vis-à-vis de son support 5 le long de la paroi périphérique de grand diamètre 10 et du fond 9 du support 5. La figure 3 représente un troisième mode de réalisation de la feuille isolante selon l'invention. On a désigné par 18 le disque que constitue cette feuille isolante. Le disque 18 est une combinaison des réslisations représentées sur les figures 1 et 2 : il comporte dans sa zone centrale des secteurs triangu- laires radiaux 2a séparés par des lignes de découpe a ; il com- porte dans sa zone périphérique des dents 17a séparées par des découpes triangulaires 16a. Dans la zone du disque 1 qui ne comporte aucune découpe, on a ménagé un orifice 4b ayant le mAeme but que l'orifice 4 du disque 1. On conçoit qu T en utilisant un disque tel que représenté sur la figure 3 on puisse réaliser l'isolement d'un bobinage 5 par rapport aux parois 9, 10 et 12 du support 5 dans lequel doit venir se loger ledit bobinage 6. I1 convient de remarquer qu'avec les feuilles isolantes ci-dessus décrites, il subsiste touJours entre le support 5 et le bobinage 6 qui vient y prendre place, le lon- des parois ia- rales cylindriques du support, des intersticas permettant, après la mise en place de la bobIne, de disposer un produit tel qu'une résine synthétique par exemple assurant par collage la solidarisation du-bobinage et du support. De plus, le procédé de montage ci-dessus décrit est susceptible d'être rendu automatique sans risque de mauvais fonctionnement électrique des bobines 6 mon- zées sur leur support 5. Il est bien entendu que les modes de réalisation cidessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à toutes modifieations désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé de montage d'une bobine, de préférence en forme d'anneau cylindrique, sur son support associé jouant le rôle de moyen de centrage, essantiellement caractérisé par ce fait que l'on présente la bobine en vis-à-vis de son support ; Que l'on dispose entre le support et la bobine ine feuille iso- lante déformable ; que l'on met en place la bobinie sur le sup- port précité par translation, la feuille Isolante se trouvant enserrée entre le support et les zones de lu bobine qui vannent en appui sur ledit support. 2 - Procédé selon la revendication 1, essentiellement caractérisé par ce fait que la bobine en forme d'annean cylindrique est constituée e fil conducteur émaillé, l'ensemble des pires ayant sbi un encollage préalable. 3 - Procédé selon la revendication 1, essentiellement caractérisé par ce fait que le support est un anneau ayant, par exemple, une section en forme de "U". 4 - Procédé selon la revendication 3, essentiellement caractérisé par ce lai que la bobine s'appuie sur le support par sa surface latérale de plus petit diamètre et par une de ses faces perpendiculaIres à son axe. 5 - Procédé selon la revendication 3, assentiellement caractérisé par ce fait que le support comporte, sur sa paroi latérale de plus grand diamètre, des pattes d'accrochage destinées a venir se fixer dans les encoches d'un stator de machine lectrique tournante, tel qu'un alternateur de petite puissance, par exemple. C - Procédé son la revendication 1, essentiellement coractérisé par ce fait que la feuille isolante déformable ss una fouille mince constituée de papier, par ezemple. 7 - Procédé selon la revendication 6, essentiellement caractérisé par ce fait que le @@ ille @@@ ifor@@e comporte des découpes facilitant ca déformation dans sa zose centrale ot/ou dans sa zone @riquérique. @@@ - Procédé selon selon la revendicat lon 6, assentiellement caractérisé par ce fait que la Teiolle isolante déformatle coms @@ inisialement un disque circulaire. @ - Procédé selon la revendication 7, @@@ iellenent caractérisé par ce fait que la largeur des zones de décompe de la feuille isolante déformable est sansible est sansiblement égale à @@@@ is- seur de la bobine, selon son axe. 10 - Procédé selon les revendications 7 et 8, essentielS lement caractérisé par ce fait que les découpes de 1a'feuilîe isolante déformable sont réalisées de fanon sensiblement radiales. 11 - Feuille isolante déformable destiné-e à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, dans le cas où la bobine est un anneau cylindrique positionné axialement sur son support associé par appui de l'une de ses ces perpendiculaires à son axe, essentiellement caractérisée par le fait qu'elle a a forme d'un disque ayant un diamètre supérieur au plus petit diamètre de la bobine et qu'elle comporte des découpas sensiblement radiales disposées dans sa zone centrale et/ou dans sa zone périphérique. 12 - Feuille isolante selon la revendication 11, essentiellement caractérisée par le fait attelle est constituée d'un disque de papier. 13 - Feuille isolante selon la revendication 11, essentiellement caractérisée par ce fait qu'elle comporte, dans sa zone où n'existe aucune découpe, un orifice permettant le passage d'un fil conducteur. 14 - Feuille isolante selon la revendication 12, essen tiellement caractérisée par ce fait que son diamètre extérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur de la bobine, s-t que sa zone centrale comporte des découpes radiales dont' la longueur est sensiblement égale à la dimension de la bobine selon son axe. 15 - Feuille isolante selon la revendication 12, essentiellement caractérisée par ce fait que son diamètre extérieur est égal à la somme du diamètre extérieur de la bobine et de lté- paisseur de ladite bobine selon son axe, la feuille comportant une zone centrale d'un diamètre égal au diamètre intérieur de la bobine, ladite zone centrale étant, ou bien un évidement circ.llai- re, ou bien une zone comportant des découpes radicales, le disque comportant également, dans une zone périphérique, dont la largueur est sensiblement égale à l'épaisseur dc la bobine selon son are, des découpes radiales. 16 - Machine électrique tournante, et en particulier alternateur de petite puissance, par exemple du type de celle décrite dans la demande de brevet françaisn0P.V. 172.096 déposé le 31 Octobre 1968 et dans les demandesde certificat d'addition correspondantes, essentiellement caractérisée par ce fait qu'elle comporte au moins un bobinage monté sur son support associé au moyen du procédé selon l'une deS revendications 1 à 10 10, en utilisant une feuille isolante selon l'une des revendications 11 à 15.