Brevet FR2194065A1 — publié le 19740222

L'invention se réfère à un stator, notamment pour moteurs électriques, dans lequel les extrémités des enroulements de stator sont assemblées et reliées aux extrémités des connections par des aiguilles faisant saillie à côté des têtes d' ;lroulements, perpendiculairement à l'empilage des tôles du stator, dans la zone latérale. Les stators des moteurs électriques sont le plus souvent élaborés au moyen d'une suite d'opérations manuelles. En général, on commence par mettre les enroulements de stator en forme sur des gabarits, puis on les place entièrement à la main dans les encoches de stator. Vient ensuite le travail de connection des enroulements, à la main, et le plus souvent encore un passage à la presse qui met tous les enroulements à la place souhaitée. Ce procédé très élaboré et fatigant a déjà été automatisé en partie. On a ainsi connu des machines à enrou lements de stators qui économisent une partie des travaux manuels. Dans ce domaine, on distingue les machines à enroulements de stators qui bobinent les enroulements sur des gabarits et qui automatisent leur mise en place à l'aide de dispositifs supplémentaires, d'avec les machines à bobiner qui posent directement les fils des enroulements isolés dans les encoches de stator au moyen d'un doigt comportant une filière. Cette dernière méthode de réalisation des enroulements est surtout préférée pour les moteurs dont les piles sont en saillie, comme les moteurs universels à 2 et 4 pâles, et les moteurs à piles fourchus. Cela permet d'atteindre des temps de bobinage extrên.::lent courts. l'inconvénient de ces machines est que le début et la fin du bobinage ne sont pas placés à un endroit précis, d'où la nécessité de reprendre le stator à la main, pour fixer, disposer et relier ces extrémités aux connections, travail qui prend du temps. En tenant compte du fait que des moteurs universels à deux piles d'environ 50 à 800 watts sous 220 volts de tension, par exemple, peuvent être bobinés en 15 ou 30 seccndes, mais réclament un travail de connection, co-e décrit plus haut, durant plusieurs fois ce temps, on comprendra que l'on renonce à tirer un avantage pratique de l'automatisation partielle. le but de l'invention est d'éviter cette difficulté résidant essentiellerent dans la fixation et la con nection des extrémités de bobinage, et de permettre ainsi une élaboration entièrement automatique des moteurs en question. A cet effet, l'invention concerne un stator, notamment pour moteurs électriques, dans lequel les extrémités des enroulements sont reliées aux extrémités des conducteurs de connection au moyen d'aiguilles en saillie près des têtes de bobinage, perpendiculairement à l'empilage du stator, stator caractérisé en ce que les aiguilles servant à la liaison électrique entre le bobinage et les connections sont maintenues par des douilles isolantes emmanchées dans des trous de lempi- lage du stator. Les dispositions ci-dessus permettent une élaboration entièrement automatique de la fixation et de la connection des extrémités de bobinages de stator. les aiguilles servant à relier le fil de bobinage aux connections d'arrivée et de départ peuvent être positionnées de façon très précise, c'està-dire au 1/10 de millimètre près, si bien qu'elles prennent une position bien déterminée pour le doigt de bobinage, à proximité immédiate des encoches de bobinage sur l'empilage du stator. les aiguilles en matériau conducteur et tubulaires de préférence, sont engagées dans des douilles isolantes. Ces dernières sont placées dans des trous sur l'empilage du stator, qui sont poin çonnés lors de l'opération de découpage.On a prévu autant de trous que de raccordements. la matière nécessaire pour ces trous est prélevée dans des parties des tôles du stator qui constitueraient de toute façon des chutes, si bien que le poids enlevé par la perforation ne provoque aucune diminution du champ magnétique. les douilles d'isolation sont montées à la presse dans les trous du stator assemblé. Le fait que le stator soit feuilleté donne au trou un état de surface rugueux qui maintiendra fermement les douilles à leur place.Un épaulement dans la zone de l'extrémité supérieure des douilles, façonné dans la même matière que les douilles,donne aux aiguilles de connection les écartements prescrits par rapport aux tales du stator et procure en meme temps une profondeur de fixation égale pour l'ensemble des douilles, de manière que les extrémités des aiguilles qui reçoivent les fins de fils de bobinage soient aussi positionnées exactement en hauteur. Les extrémités de ces aiguilles sont amincies pour faciliter leur mise en place. les aiguilles ancrées dans le trou central de la douille isolante sont aussi maintenues axialement et radialement par ennanche-.ent à la presse. La forme creuse de l'aiguille permet par ailleurs des variantes favorables pour la méthode d'ancrage de l'extrémité du fil de bobinage qui lui est attaché. On peut avantageusement façonner une casse à souder par aplatissement de l'aiguille à son extrémité libre. La cosse à souder présente en même temps des fentes servant à fixer le fil de bobinage. Nais l'extrémité libre de l'aiguille peut aussi posséder une fente oblique. L'entrée de la fente est élargie de manière à rendre plus sûre l'introduction. Avant tout, par suite de la précaution supplémentaire d'un épaulement de douille plus grand que l'extrémité élargie de l'aiguille, on peut utiliser des mandrins tubulaires pour enfoncer la douille, si bien que le bout de l'aiguille servant à la connection n'est pas endommagé.La possibilité d'un positionnement exact des connections rend le stator particulièrement apte à subir d'autres travaux automatiques, comme par exemple, le brasage ou la soudure des connections, leur guipage et même finalement la vérification du bobinage. D'autres avantages et détails de l'invention sont expliqués ci-dessous au moyen d'un exemple d'exécution représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un empilage de stator selon l'invention muni de son bobinage indiqué en traits mixtes; - la figure 2 est une coupe suivant II II de la figure 1; - les figures 3 à 7 montrent des variantes de formes d'aiguilles. l'empilage de stator 1 se compose d'un certain nombre de feuilles de ttle 2, de même forme, empilées les unes sur les autres. Il présente un espace central 3 pour la mise en place du rotor, non représenté. Lors de l'opération d'estampage on tient compte des encoches d'enroulement 4 placées symétriquement par rapport au plan xx, de manière que les saillies en forme de joug représentent la tête de bobinage et dont les extrémités 8 présentent un arrondi se plaçant dans l'espace central. La base de l'encoche 7 est également arrondie à la manière d'un joug. Les bobinages directement enroulés dans l'encoche 4 avec le doigt de bobinage d'une machine automatique, non représente, sont in dans en 8. Les aiguilles 9 sont placées à proximité des enroulements 8 du stator. Elles servent à relier les extrémités libres 10 et 11 de cet enroulement. Au commencement de l'opération de bobinait, le doigt de bobinage enroule quelques tours de fils sur cette aiguille 9 (sous la forme décrite sur la figure 2) et conduit le fil vers la tête d'enroulement 8. L'autre bout 11 sera enroulé par le doigt de bobinage, sur l'autre aiguille 9. En une passe ae la machine automatique de raccordement on procède alors à la mise en place des fils de connection extérieure pour lesquels l'aiguille 9 se présente comme élément de liaison. Les aiguilles 9 reposent dans des douilles 12 réalisées en matériau isolant ou équivalent. Ces dernières sont emmanchées à la presse dans des trous 13 de l'empilage du stator 1. l'aiguille 9 tient d'elle-même dans un alésage central 14. Par l'élasticité propre du matériau de la douille, l'aiguille 9 est bloquée au moisent de ltemmanchement de la douille isolante 12, c'est-à-dire qu'elle est maintenue aussi bien axialement que radialement. La profondeur d'emmanchement de la douille est déterminée par estimation. Elle est limitée par l'emploi d'un épaulement 15 annulaire sur la douille isolante. Celui-ci est d'une largeur telle qu'il s'étend au-delà de la dimension do bouts 9 de l'aiguille 9, côté attache, élargis suivant quelques variantes.L'extrémité de la douille 12, côté emmanchement, est chanfreinée de manière à obtenir une réduction 18 facilitant l'emmanchement de cette douille. L'empilage des tôles du stator, pour permettre de placer les trous 13, est élargi en de nombreux points correspondant aux emplacements des raccords de bobinages. Les élargissements correspondants sont placés à des endroits qui normalement comptent de toute façon parmi les déchets de la t8le découpée. Par ailleurs, la position des trous à l'extérieur fait que le joug n'est as affaibli et que l'aiguille 9 n'est pas placée par report à l'enroulement 8 à une distance préjudiciable à l'opération de bobina. Les aiguilles 9 peuvent présenter une configuration optiale roar s'adapter de façon f iorable à la manière de travailler de la bobineuse automatique. Comte l'indi- que la figure 2, il peut s'agir d'urne simple aiguille, mee ae n'importe quel diamètre, c'eet-à-dire que la partie emmanchée est d'un diamètre correspodant à celui de l'extr-Lzité libre 9'. Dans les variantes confomément à la figure 3, ltextrémité libre 9' de l'aiguille est aplatie en forme de cbiBse 18. Cette dernière présente une fente d'accrochage 19, inclinée par rapport à l'axe de l'aiguille, élargie en 20 du côté de l'entrée et réduite ensuite jusqu'à la largeur de l'extrémité du fil 10 ou 11 de manière à le fixer par serrage. L'extrémité cEté entrée 9" de l'aiguille 9 traitée ici comme une fiche de contact plate, est rendue pointue. Au-dessus de la pince pour le fil de bobinage 10 et 11, on a prévu sur la cosse un trou de soudure 21 pour le bout du fil de connexion, non représenté. La figure 4 montre une autre variante. On utilise ici pour la réalisation de l'aiguille 9 une douille aplatie à l'extrémité libre 9' et de diamètres échelonnés. Tandis que la séction inférieure de l'extrénité libre sert à enrouler le bout du bobinage 10 ou 11, les casses diamétralement opposées peuvent, grâce à un aplatissement de cette partie de la douille, servir de casses à souder, ou de jacks d'enfichage pour les extrémités des fils de raccordement. Mais la partie de douille se trouvant au centre et dont la section a été réduite par la formation de la casse, peut aussi trouver une utilisation pour la fixation par enfichage de I'extréité de la connection. Dans la variante conforme à la figure 5, il s'agit également d'une douille à diamètres échelonnés. L'extrémité de plus grosse section, libre, présente une longue fente 22 qui se poursuit par un arrondi 23 dans lequel vient se fixer le bout 10 ou 11. Dans la configaration conforme à la figure 6, il s'agit d'une aigni e correspondant à celle de la figure 2, avec la différence, cependant, que le bout 9' situé du côté du branchement est plié vers le bas à la manière d'un crochet. La base du crochet sert à tenir fermement en place l'ex- trémité du fil 10 ou 11. L'aiguille conforme à la figure 5 se transforme dans la zone de la liaison d'extrémité 9' en une fourche 24. Ses doits 25 et 26 fcnt légèrement ressort séparément lors de l'introduction de l'extr & ité du fil 10 ou 11, si bien que le fil est pincé entre les dents de la fourche. Les extrémités libres des dents de la fourche présentent des arrondis 25' et 26'. les raccordements aux extrémités des aiguilles sont ainsi réalisés en entourant le point de raccordement avec le fil de bobinage, en introduisant le fil dans les crochets et les chas prévus à cet effet et finalement en bloquant le fil dans ces crochets et ces chas. L'isolation de l'empilage du stator dans la zone des encoches de bobinage 4, et notamment sur les surfaces frontales, est réalisée par pulvérisation d'une résine époxy 27. L'isolation par résine époxy est particulièrement favorable pour affermir l'enroulement représenté ici, les isolants habituels en Presspan ou en matériaux feuilletés dépassant d'environ 3 mm hors de l'encoche et rendant par conséquent difficile la jonction du bobinage. Ainsi, l'épaisseur correspondante de l'isolation enrobe en meme temps les arêtes vives et ce procédé d'isolation procure ainsi une plus grande facilité pour les processus de bobinage et de connection. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E D I C A T I O N S 1 - Stator, notamment pour moteurs électriques, dans lequel les extrémités des enroulements sont reliées aux extrémités des conducteurs de connection au moyen d'aiguilles en saillie près des têtes de bobinage, perpendiculairement à l'empilage du stator, stato: caractérlsé en ce que les aiguilles (9) servent à la liaison électrique entre le bobinage et les connections maintenues par des douilles isolantes (12) emmanchées dans des trous (13) de l'empilage du stator. 20- Stator selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aiguilles (9) présentent des fentes d'accrochage (19, 22 et 24') pour le fil de bobinage dans la zone de leur extrémité libre (9'). 3 - Stator selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aiguilles (9) sont élargies dans la région de leur extrémité libre (9') en forme de cesses à souder ou de jacks à enficher (18, 21). 40- Stator selon la revendication 1, caractérisé en ce que les douilles isolantes (12) reposent sur un épaulement (15) situé à leur extrémité supérieure. 5 - Stator selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aiguilles (9) sont ancrées dans des trous centraux (14) des douilles isolantes (12). 6 - Stator selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que les douilles isolantes (12) sont chanfreinées à leur extrémité emmanchée. 70- Stator selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les épaulements (15) dépassent la dimension des extrémités élargies (9') des aiguilles (9).