Brevet FR2247842A1 — publié le 19750509

L'invention se rapporte aux machines électriques dont les enroulements comportent des portions sensiblement rectilignes logées dans des rainures ouvertes, généralement parallèles à l'axe de la machine. ou enrouléesen hélices de très grand pas, et concerne plus précisément des perfectionnements facilitant l'exécution du bobinage et permettant d'améliorer sa qualité et ses performances. Elle s'applique notamment aux rotors des petits moteurs à collecteur ayant une puisaance d'une fraction de kilowatt, destinés à entraîner les groupes motoventilateurs des appareils de chauffage et de ventilation de véhicules automobiles. On utilise couramment à cet effet des moteurs à deux polies, dont les rotors peuvent etre facilement bobinés, de façon bien connue, au moyen de bobineuses automatiques. Cependant, il peut être avantageux dans certains cas, par exemple pour diminuer la vitesse de rotation, d'utiliser des moteurs à quatre pâles, Or, expérience a montré qu'en raison du plus grand nombre de spires qu faut alors loger dans les rainures, des difficultés apparaissent dans l'exécution du bobinage et il est pratiquement impossible de réaliser des enroulements convenables au moyen de bobineuses automatiques ; certaines au moins des rainures sont mal remplies et généralement de façon telle que les vides qui se produisent sont situés au voisinage du fond des rainures, c'està-dire près de l'axe du rotor. Des difficultés du meme ordre se rencontrent chaque fois qu'il s'agit de bobiner une machine électrique en faisant pénétrer un grand nombre de spires dans des rainures ouvertes. Confrmément à la présente invention, on supprime ces difficultés en faisant passer les spires de l'enroule- ment sur des paires d'organes de guidage disposés aux deux extrémités des parois qui séparent les rainures et notablement inclinés de façon à converger l'un vers l'autre en direction du fond des rainures. Pendant l'exécution du bobinage, les portions de conducteur engagées dans deux rainures sont soumises à un effort de traction, de sorte que la portion de conducteur qui sort d'une de ces rainures pour entrer dans l'autre en passant sur les organes de guidage correspondants a tendance à glisser sur ceux-ci vers le fond des rainures, ce qui permet d'obtenir un enroulement correct et bien serré, sans vide au fond des rainures. De plus, cette disposition correcte, qui conduit en fonctionnement à un meilleur refroidissement, se traduit par une amélioration des performances puisque, à température égale, les enroulements peuvent être traversés par un courant d'intensité supérieure. Un angle d'inclinaison des organes de guidage, par rapport à un plan perpendiculaire à la direction générale des rainures, compris entre 200 environ et 500 ,environ assure un guidage convenable des spires vers le fond des rainures. Dans un mode de réalisation applicable à un rotor feuilleté fait d'un empilage de disques en tôle magnétique pourvus à leur périphérie d'encoches dont la juxtaposition forme les rainures, les portions des dhus disques extrêmes qui sont comprises entre les encoches sont rabattues vers l'extérieur de manière à former les organes de guidage inclinés. Cependant, les organes de guidage n'ont pas besoin d'être en matière magnétique. Ils peuvent être faits par exemple en résine synthétique. Lorsqu'un rotor de moteur électrique comporte, pour assurer un isolement correct entre les fils de l'enroulement et l'armature magnétique de l'induit, une gaine rigide en matière isolante telle qu'une résine synthétique faite d'une ou deux-pièces enfilées sur l'arbre du rotor, les organes de guidage font avantageusement partie de cette gaine. L'armature de l'induit d'un moteur fait évidemment partie du circuit magnétique de ce moteur. L'invention comprend aussi un élément de circuit magnétique comportant une pluralité de rainures sensiblement rectilignes et parallèles ou enroulées en hélices de très grand pas, destinées à recevoir des portions a'enroulenent,et une pluralité de paires d'organes de guidage disposés aux deux extrémités des cloisons qui séparent les rainures et notablement inclinés de façon à converger l'un vers l'autre en direction du fond des rainures. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention La figure 1 représente un rotor de moteur à collec teur muni d'organes de guidage selon l'invention, vu en élé vation latérale pendant l'exécution du bobinage la figure 2 est une vue en plan d'un disque d'ex trémité formant des organes de guidage la figure 3 montre une partie du rotor de la figu re I, vu en coupe, selon la ligne III-III de la figure 5 la figure 4 est une vue analogue à la figure 3, en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 6, montrant un autre mode de réalisation la figure 5 est une vue en bout du rotor des' figu res 1 et 3 la figure 6 est une vue en bout du rotor de la fi 'gure 4. Le rotor de la figure 1 est fait d'un empilage de disques en tsle magnétique 1 enfilés et fixés de façon bien connue sur un arbre 2 portant un collecteur 3. Les disques 1 sont pourvus à leur périphérie d'une pluralité d'encoches ré gulièrement réparties 4 dont la auxtaposition forme une plu ralité de rainures telles que 5 et 5a. Les portions pleines des t8les comprises entre les encoches forment des sortes de dents radiales 6 munies chacune à son extrémité extérieure de deux saillies latérales 7.La juxtaposition des dents 6 forme entre les rainures des cloisons longitudinales dirigées radialement 8, et la juxtaposition des saillies latérales 7 forme à la périphérie du rotor des épanouissements de ces cloisons 8, délimitant entre eux des fentes longitudinales 9 qui forment les entrées rétrécies des encoches. Cette dispo sition est classique. Aux deux extrémités de l'empilage, on a ajouté deux disques 10 et 11 semblables aux disques 1, mais dont les sail lies latérales~7 ont été enlevées, de sorte que les encoches 4 de ces disques 10, 11 sont largement ouvertes à la périphé rie de ceux-ci. Les dents radiales telles que 12, 12a, et 13, 13a de ces disques extrêmes 10 et 11 sont placées respective-~ ment aux deux extrémités des cloisons longitudinales 8, dans le prolongement de celles-ci et sont rabattues vers l'extérieur de 45c environ comme on le voit sur la figure 1, de manière que chaque dent 12, 12a du disque 10 et la dent 13, 13a, située en regard, du disque 11 convergent l'une vers l'autre en direction de l'arbre 2, c'est-à-dire en direction du fond des rainures adjacentes 5, 5a. La figure 1 illustre schématiquement le fonctionnement des organes de guidage constitués par les dents inclinées telles que 12, 12a pendant l'exécution du bobinage. On voit un conducteur 14 dont une extrémité est fixée à une lame 15 du collecteur 3. Une portion 14a de ce conducteur 14 est engagée dans la rainure 5, la portion suivante 14b fait retour sur les dents 12, 12a, la portion suivante 14c est engagée dans la rainure 5a et on exerce une traction F à l'extrémité de cette portion 14c pour serrer la spire ainsi amorcée.La portion 14b est ainsi sollicitée vers la droite de la figure 1 par la traction F et la réaction 1 appliquée à la portion l4a, et a tendance à se rapprocher de l'arbre 2 en glissant sur les dents inclinées 12 et-l2a, de sorte que les portions 14a et 14c viennent s'appliquer respectivement au fond des rainures 5 et 5a. À mesure que le bobinage se poursuit, les spires sont serrées de façon semblable l'une par dessus l'autre vers le fond des rainures, sans laisser de vide. Les figures 3 et 5, qui représentent le rotor avant bobinage, montrent que l'isolation entre l'enroulement et l'armature magnétique d'induit constituée par l'empilage de disques est réalisée par une pellicule de matière isolante 15 formant une gaine qui recouvre en 15a les parois latérales et le fond des rainures, en 15b les faces extérieures des disques extrêmes 10 et Il, et en l5c l'arbre 2 sur une certaine longueur de part et d'autre de ceux-ci. Les figures 4 et 6 illustrent un mode de réalisation dans lequel les disques 10 et 11 sont omis et la gaine isolante est formée de deux pièces rigides en résine synthétique dont l'une, vue en 16, comporte une portion 16a qui recouvre les parois et le fond des rainures 5, une portion 16b qui recouvre la face extérieure du disque 1 placé le plus à droite sur la figure 4, et une portion 16c qui recouvre l'arbre 2 sur une certaine longueur au-delà de ce disque terminal L'autre pièce (non vue) comprend une portion symétrique de la portion 16b, qui recouvre la face extérieure de l'autre disque terminal et une portion symétrique de la portion 16c, qui recouvre l'arbre 2 sur une certaine longueur, plus à gauche. Ces deux pièces peuvent ainsi être enfilées de part et d'autre du rotor et peuvent être fixées par tous moyens convenables, par exemple par collage. Dans ce mode de réalisation, la portion 16b de la gaine isolante 16 et la portion symétrique (non vue) portent chacune sur leur face extérieure, dans le prolongement de chacune des cloisons 8, une aile 17 dont le bord 17a opposé à cette cloison est incliné de 70 environ sur 1'axe de ltarbre 2, dans le même sens que les dents 12, 12a et 13, 13a du mode de réalisation des figures précédentes. Ces ailes 17 jouent exactement le même roule que ces dents inclinées pendant l-'exé- cution du bobinage, ctest-à-dire le rôle d'organes de guidage sollicitant vers le fond des rainures les spires qui font retour sur les bords inclinés 17aD R E V E N D I C À T I O N S 1. Machine électrique pourvue d'un enroulement com- portant des portions sensiblement rectilignes ou enroulées en hélices de très grand pas,logées dans des rainures, caractéri sée en ce que les spires de l'enroulement passent sur des paires d'organes de guidage disposés aux deux extrémités des parois qui séparent les rainures et notablement inclinés de façon à converger l'un vers l'autre en direction du fond des rainures. 2. Elément de circuit magnétique comportant une pluralité de rainures sensiblement rectilignes et parallèles ou enroulées en hélices de très grand pas, destinées à recevoir des portions d'enroulement, caractérisé par une pluralité de paires d'organes de guidage disposés aux deux extrémités des cloisons qui séparent les rainures et notablement inclinés de fagon à converger l'un vers l'autre en direction du fond des rainures. 3. Machine électrique ou élément de circuit magnétique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle dtinclinaison des organes de guidage sur un plan perpendiculaire à la direction générale des rainures est compris entre 200 environ et 500 environ 4 Machine électrique ou élément de circuit magnétique selon une des revendications précédentes, constitué par un rotor feuilleté fait d'un empilage de disques pourvus à leur périphérie d'encoches dont la juxtaposition forme les rainures, caractérisé en ce que les portions pleines des deux disques extrêmes qui sont comprises entre les encoches sont rabattues vers l'extérieur de manière à former les organes de guidage inclinés. 5. Machine électrique ou élément de circuit magnétique selon la revendication 4, dans lequel les encoches des disques du rotor sont séparées par des portions pleines ou dents dirigées radialement et munies chacune à son extrémité extérieure de deux saillies latérales, caractérisé en ce que les dents rabattues des disques extremes sont dépourvues de ces saillies latérales. 6. Machine électrique ou élément de circuit magnétique selon une des revendications 1 à 3, constitué par un rotor pourvu d'une gaine rigide en matière isolante telle qu'une résine synthétique, caractérisé en ce que les organes de guidage font partie de cette gaine.