Brevet FR2266355A1 — publié le 19751024

L'invention concerne un dispositif pour fixer spatialement et isoler les tues d'enroulements de bobines stator , notamment dans des moteurs à rotor externe, au moyen de disques terminaux en matériau isolant disposés du coté frontal sur le paquet de tôles du stator, lesquels disques comportent des branches radiales recouvrant les nervures séparant les rainures d'enroulements du paquet de tôles etun collet intérieur entouré par les têtes d'enroulements, ainsi que le cas échéant au moyen de disques de recouvrement qui sont placés du côté frontal sur les têtes d enroulements Les disques terminaux en matériau isolant ont pour rôle d'isoler par rapport au paquet de tôles les têtes d'enroulements des bobines de stator, situées sur les côtés frontaux du paquet de tôles, ou leurs enroulements se trouvant à l'intérieur, tandis que les disques de recouvrement, également en matériau isolant, servent à assurer les intervalles d'isolement réglementaires entre les enroulements, situés à l'extérieur, des textes d'enroulements et les autres parties du moteur qui sont placées à l'extérieur de ces tettes d'enroulements.Malgré la présence de ces disques terminaux et de ces disques de recouvrement, la fixation spatiale et l'isolation des têtes d'enroulements présentent encore des difficultés considérables en ce qui concerne les techniques de fabrication, car il n'est pas possible, avec ltenroulement mécanique des bobines de stator, de conférer aux tetes d'enroulements la forme compacte permanente indispensable. Pour cette raison, après l'enroulement, d'autres opérations et dispositions sont nécessaires, d'une part pour amener les tettes d'enroulements à la forme recherchée, et d'autre part pour les stabiliser dans cette forme.En général, lorsquton utilise des disques terminaux et des disques deXrecouvrement usuels, ces opérations s'effectuent par formage, compression et liaison par couches de fils, éventuellement par fixation par un revêtement de vernis. Notamment lors du formage, de la compression et également lorsqu'on attache les têtes d'enroulements, les fils d'enroulements ou leur isolation sont souvent endommagés ce qui a pour conséquence un nombre rela vivement élevé de rebuts.De même, la fixation du côté frontal des disques de recouvrement sur le stator, qui jusqutà maintenant est effectuée au moyen d'un adhésif approprié, n'a pas trouvé de solu-tion satisfaisante. il arrive souvent que les plaques de recouvrement collées se décollent sous l'effet de ia chaleur et/ou d'efforts mécaniques après l'assemblage du moteur et même parfois avant. Le but de l'invention est de simplifier et d'améliorer techniquement la fixation spatiale et l'isolation des têtes dtenroulemenbs des bobines de stator , notamment dans les moteurs à rotor externe, en utilisant des disques terminaux et éventuel liement des disques de recouvrement du type précité. Ce but est atteint, conformément à l'invention, en ce que sur les extrémités extérieures d'au moins quelques unes des branches radiales des disques terminaux, sont disposés des doigts de retenue orientés axialement vers l'extérieur, qui limitent radialement vers ltextérieur le volume de tête d'enroulements situé entre le disque terminal correspondant et le disque de recouvrement placé sur les têtes d'enroulements. Les disques terminaux ainsi conformés assurent obligatoirement que, lors de ltenroulement mécanique des bobines de stator , les différentes spires des têtes d'enroulements sont maintenues radialement dans une zone qui respecte les intervalles d'isolation réglementaires. Il n'est plus nécessaire de recouvrir les têtes d'enroulements d'une surface de fils, source de perte de temps. De même, on supprime le formage et la compression des têtes d'enroulements, ce qui supprime en même temps une des causes principales de leur détérioration. Une autre simplification, en ce qui concerne les techniques de fabrication, est obtenue par le fait que les disques de recouvrement et les disques terminaux comportent des éléments d'encliquetage et des éléments d'écartement qui pénètrent l'un dans l'autre par concordance de formes. Il est ainsi possible de fixer sur le stator les disques de recouvrement après enroulement des bobines de stator , de façon simple, sans adhésif ni dispositif de collage approprié. Non seulement, on économise ainsi beaucoup de temps, mais on réalise une liaison de fixation très améliorée entre les disques de recouvrement et le stator ou les disques terminaux. Il est approprié, dans ce cas, que les disques terminaux aient la forme d'une plaque annulaire munie d'un trou central avec des saillies en forme de doigts ou de languettes saillant radialement vers l'extérieur, sur lesquelles sont fixés des doigts d'encliquetage et des épaulements supports orientés axialement, et que les branches radiales des disques terminaux comportent des ouvertures s'allongeant vers le haut, avec des épaulements d'encliquetage, réparties et agencées de façon correspondante, pour recevoir les doigts d t eneliquetage par concordance de formes. a présence de disques de recouvrement ainsi conformés assure d'une part une protection suffisante des têtes d'enroulements tout en permettant encore l'entrée de l'air pour assurer un refroidissement satisfaisant des bobines. On réalise ainsi une isolation excellente et réglementaire des bobines, ainsi que la fixation de leur position. Les disques de reeouvrement eux-mêmes sont faciles à poser sur les têtes d'enroulements, à centrer et à relier aux disques terminaux en introduisant les doigts d'en encliquetage dans les ouvertures correspondantes présentant les épaulements d'encliquetage. La fixation spatiale et l'isolation des têtes d'enroulements des bobines de stator, sont combinées,e ce qui concerne les techniques de fabrication, avec la protection des extrémités des enroulements et/ou des fils de cordon reliées ensemble, sans qu'il s'exerce d'efforts de traction. Il est déjà connu, par le DT-0S 2.136.170, de prévoir, pour loger les extrémités des enroulements et/ou des fils reliées ensemble, sans qu'il s'exerce d'efforts de traction, des évidements en forme de poches sur une pièce fixée au stator, et de faire passer les fils de raccordement en leur faisant faire plusieurs coudes, de ces volumes creux vers l'extérieur à travers le stator, afin ainsi de supprimer les efforts de traction.Dans ce cas, les évidements en forme de poches pour recevoir les extrémités des enroulements, sont disposes soit sur un disque de recouvrement, soit sur le collet cylindrique intérieur d'un disque terminal. Les extrémités des enroulements ct les extrémités des fils de cordon sont reliées ensemble au moyen de cosses de serrage qui sont introduites dans les évidements en forme de poches. Afin de pouvoir utiliser avantageusement également dans le cadre de la présente invention ce moyen qui a fait ces preuves pour supprimer les efforts de traction et isoler les extrémités reliées ensemble des enroulements et/ou des fils, on prévoit dans un développement de l'invention qu'au moins quelques-uns des doigts de retenue sont munis d'évidements en forme de poches ouvertes du côté frontail, qui servent à recevoir les extrémités d'enroulements et/ou des fils reliées ensemble. I1 en résulte un autre avantage, à savoir qu'il n'est pas besoin dans la zone des têtes d'enroulements d'un volume supplémentaire pour loger les évidements en forme de poches servant à recevoir les extrémités des enroulements et/ou des fils reliées ensemble, et que les évidements en forme de poches ainsi disposés sont très facilement accessibles. Dans un autre développement de l'inventionf il est prévu que sur au moins quelques unes des saillies des disques terminaux sont disposées des nervures de blocage, qui bloquent les extrémités des enroulements et/ou des fils introduites dans les évidements en forme de poches des doigts de retenue. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après d'un exemple de réalisation représenté schématiquement sur le dessin, sur lequel - la figure 1 montre > en coupe, le stator d'un moteur à rotor extérieur ; - la figure 2 montre en vue de dessus le disque de recouvrement placé sur le côté collerette du stator ; - la figure 3 est une vue en coupe A-A à travers le disque de recouvrement de la figure 2 ; - la figure 4 montre un disque terminal en vue de dessus ; - la figure 5 est une vue en coupe B-B du disque terminal selon la figure 4 ; - la figure 6 montre en vue de dessus le disque de recouvrement disposé sur le côté collerette du stator ; et - la figure 7 est une vue en coupe C-C à travers le disque de recouvrement de la figure 6. Sur les deux côtés frontaux du paquet de tôles 2 du stator 1 représenté sur la figure 1 sont disposées, concentriquement à l'alésage 3, deux disques terminaux 4 de forme identique qui sont représentés séparément sur les figures 4 et 5. Le disque terminal 4 est une pièce moulée par injection en matière thermoplastique et il est constitué par un corps annulaire 5 avec un collet intérieur 7 s'étendant sur toute la hauteur du volume des têtes d'enroulements des bobines de stator 6, ainsi qu'avec les branches radiales 8, 9 et 10 disposées en étoile. Les branches radiales 8, 2 et 10 font entre elles le même anglé au centre, elles sont de même longueur et de même largeur et elles servent à isoler les têtes d'enroulement des bobines de stator 6 par rapport au paquet de tôles 2.Dans ce but, elles recouvrent du côté frontal les nervures situées entre les rainures d'enroulements du paquet de tôles 2. Aux extrémités libres des branches 8, 9 et 10 sont prévues respectivement des doigts de retenue axiaux 11, 12 et 17, qui délimitent radialement vers l'extérieur les volumes des têtes d'enrou lements des bobines de stator 6 sur les dieux côtés frontaux du paquet de tôles 2. Tandis que les doigts de retenue 11 des branches 8 sont massifs, les doigts de retenue 12 et 13 des branches 9 et 10 comportent respectivement des évidements 14 en forme des poches ouvertes du côté frontal, dans lesquelles, comme on le voit sur la figure 1, peuvent être introduites les cosses de serrage 15 qui relient les extrémités des enroulements aux extrémités des fils de cordon.De façon appropriée, on ne prévoit qu'un nombre d'évidements 14 correspondant au nombre maximal de fils de raccordement possibles aux bobines de stator 6. Dans le présent exemple de réalisation, il s'agit du stator 1 d'un moteur à rotor externe triphasé ayant en tout six bobines interconnectées. Pour cette raison, on prévoit également au total six doigts de retenue avec les évidements 14 en forme de poches, qui font également entre eux le même angle au centre (600). Les trois branches 10- faisant entre elles des angles de 1200 comportent des doigts de retenue 13 élargis radialement vers l'intérieur qui comportent non seulement les évidements 14 déjà mentionnés mais en plus des évidements 16 ouverts sur le côté supérieur qui sont respectivement munis de becs dtencliquetage 17. Les têtes d'enroulements supérieures et inférieures des bobines de stator 6 sont rec-ouvertes du côté frontal, comme on le voit sur la figure 1, par des disques de recouvrement 18, 19 de formes différentes, qui sont représentés individuellement sur les figures 2 et 3, et 6 et 7. Les deux disques de recouvrement 18 et 19 sont, comme les disques terminaux 4, en un matériau isolant thermoplastique et sont fabriqués par moulage par injection. Le disque de recouvrement 18 est placé sur le côté frontal extérieur du stator 1, qui lorsque le moteur à rotor externe est monté, n'est pas entouré par la cloche du rotor, non représentée. On-appelle ce côté frontal également le côté collerette car, sur ce côté, est souvent prévue la collerette de fixation pour le montage du moteur. Le disque de recouvrement 18 est constitué par une plaque annulaire 20, qui présente un alésage 21 et un anneau de centrage 22 qui entoure le collet 7 du disque terminal 4. Sur la périphérie des la plaque annulaire 20 sont disposéesen faisant entre elles les mêmes angles au centre > des branches radiales 23 et 24 qui diffèrent entre elles, en ce que les branches 23 sont pourvues de doigts d'encliquetage 25 saillant axialement vers 1 t intérieur, et de nervures de blocage 26, tandis que les branches 24 ne com portent que des nervures de blocage 26 et ne comportent pas de doigts d'encliquetage 25.Comme on le voit sur la figure 1, les doigts d'encliquetage 25 servent à fixer le disque de recouvrement 18 sur le disque terminal 4 par le fait que les doigts d'enclîque- tage 25, lors de la mise en place du disque de recouvrement 18, s'encliquètent avec les becs d'encliquetage 17 du disque terminal 4. Les nervures de blocage 26 servent dans ce cas- comme on le voit également sur la figure 1- à bloquer dans les évidements 14 des doigts de retenue 9, 10 du disque terminal 4 les cosses de serrage 15 reliant les extrémités des enroulements aux extrémités des fils de cordon, par le fait qu'elles appuient respectivement sur la portion des fils de raccordement 27 coudée en position horizontale et se raccordant à la cosse de serrage correspondante. Les doigts d'encliquetage 25 et les nervures de blocage 26 sont respectivement disposés dans la zone des parties terminales orientées en oblique des branches 23, 24 ; ces parties terminales 28 sont munies respectivement de jupes 29 orientées axialement, qui recouvrent à l'extérieur les doigts de retenue 13 du disque terminal 4 et ainsi constituent une sécurité par contact pour les cosses de serrage 15 et les extrémités des enroulements ou des fils. Les deux branches de gauche 23 et 24 du disque de recouvrement représenté sur la figure 2 ne sont pas biseautées comme on le voit sur les figures 1 et 3, mais se continuent dans le plan de la plaque 20 ; toutefois, ces deux branches 23 et 24 sont également munies de jupes 29 orientées axialement. Sur ces deux branches 23 et 24 est formé un dispositif 30 pour éliminer les efforts de traction.Ce dispositif d'élimination des efforts de traction est constitué par les nervures de guidage des fils 31, 32, 33 > 34 > 35 et 36 > qui comportent respectivement les intervalles 37 et 38, 39 et 40, et sont disposées au moins approximativement dans le plan de la plaque 20. Comme on le voit sur la figure 1, les fils de raccordement 27 passent alternativement dans les intervalles 37 et 38, 39 et 40. Pour bloquer les fils de raccordement 27 dans ces intervalles 37, 38, 39 et 40, les nervures de guidage 31 à 36 sont munies chacune à leurs extrémités de crochets de blocage 41. Ce moyen d'éliminer les efforts de traction est connu en soi (Modèle d'Utilité allemand 7.109.318). Le diamètre de l'alésage 21 est égal au diamètre intérieur du collet 7 du disque terminal 4, de sorte que le disque de recouvrement 18 est placé sur le côté frontal extérieur du collet 7 lorsque les doigts d'encliquetage 25 sont encliquetés. Le disque de recouvrement 18 a ainsi un positionnement sûr. Alors qu'il est parfaitement possible de réaliser le disque de recouvrement 18 dans son ensemble sous forme de disque circulaire comportant sur sa périphérie le dispositif 30 d'élimination des efforts de traction, les branches 23 et 24 ont l'avantage de permettre l'arrivée de l'air aux têtes d'enroulements des bobines de stator 6 et ainsi dlassurer un meilleur refroidissement. Une comparaison entre les figures 2 et 4 montre que le disque de recouvrement 18 comporte autant de branches 2D, 24 avec les nervures de blocage 26 que le disque terminal 4 comporte de doigts de retenue 12 13 avec les évidements 14 et que les nervures de blocage 26 viennent recouvrir les évidements 14. De façon appropriée, les doigts dtencliquetage 25 réalisés en tant que prolongements des nervures de blocage 26, sont disposés de telle sorte qu'ils viennent se loger entre les bobines 6 de ltenrou- lement du stator. Le disque de recouvrement 19 disposé sur le côté frontal intérieur du stator 1 est également une pièce moulée par injection en matière thermoplastique, constituée par un corps plat annulaire 41 avec un alésage eonique 42 et une bague de centrage 43 placée sur le côté intérieur. Sur la périphérie du corps annulaire 41 sont formées des branches 44, 46, 46, 47, 48 et 49 de différentes largeurs, disposées en étoile. Les branches 46 et 47 diamétralement opposées sont de même largeur et comportent des nervures de maintien 50 et 51, 52 et 53 s'étendant obliquement qui sont disposées respectivement aux extrémités libres le long des arêtes sensiblement radiales.Tandis que les branches 46, 48 et 49 qui font entre elles des angles de 1200, sont munies de doigts d'encliquetage-54, les branches 44, 45 et 47 faisant entre elles des angles de 1200 comportent des supports 55 avec des tétons de centrage 56 qui pénètrent dans les évidements 14 en forme de poches des doigts de retenue 12 du disque terminal 4 placé sur le côté inférieur du paquet de tôles 2, lorsque le disque de recouvrement 19 est mis en place par encliquetage des doigts d'encliquetage 54 avec les becs d'encliquetage 17 du disque de recouvrement inférieur 4. Les supports 55 qui, dans ce cas, appuient sur les côtés frontaux des doigts de retenue 12 servent d'éléments d'écartement. Leur longueur est calculée de telle sorte que, lors de l'encli- quetage du disque de recouvrement 19 avec le disque terminal 4, il s'établit une certaine précontrainte et de ce fait, une liaison rigide entre ces deux éléments. Il est naturellement également possible de munir le disque de recouvrement 19 de nervures de blocage 26 dans le cas où les cosses de serrage 16 reliant les extrémités des fils de cordon et les extrémités des enroulements sont introduites dans les évidements 14 en forme de poches du disque terminal inférieur 4. I1 est également possible d'utiliser sur les deux côtés frontaux du stator 1 des disques de recouvrement 19 de même forme, si l'on ne prévoit pas de dispositif 30 pour éliminer les efforts de traction. REVENDICATIONS I. Dispositif pour fixer spatialement et isoler les têtes d'enroulements des bobines de stator, notamment dans les moteurs à rotor externe, au moyen de disques terminaux en matériau isolant disposés sur le côté frontal du paquet de tôles du stator, qui comportent des branches radiales recouvrant les nervures séparant les rainures d'enroulements du paquet de tôles et un collet intérieur entouré par les têtes d'enroulements, et le cas échéant, au moyen de disques de recouvrement qui sont placés sur les têtes d'enroulements du côté frontail, caractérisé en ce qu'aux extrémités extérieures d'au moins quelques branches radiales (8, 9, 10) des disques terminaux (4) sont disposés des doigts de retenue (11, 12, 13) orientés axialement vers llexterieur, qui délimitent radialement vers l'extérieur le volume de têtes d'enroulements situé- entre- le disque terminal correspondant (4) et le disque de recouvrement (18 ou 19) disposé sur les têtes d'enroulements. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les disques de recouvrement (18, 19) et les disques terminaux (4) comportent des éléments d'encliquetage (17, 25 et 54) et des éléments d'éeartement (55) qui pénètrent les uns dans les autres par concordance de formes. 3. Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que- les disques de recouvrement (18, 19) ont la formez'une plaque (20, 41) annulaire munie d'un alésage central (21, 42) avec des saillies (23 > 24, et 44 à 49) en forme de branches ou de doigts saillant radialement vers l'extérieur, sur lesquelles sont disposés des doigts dlencliquetage (25, 54) orientés axialement et des épaulements supports (55) ; et en ce que les branches radiales (10) des disques terminaux (4) comportent des ouvertures-(16) s'allongeant vers le haut axialement, avec des becs d'encliquetage (17), réparties et agencées de façon correspondante, pour recevoir les doigts d'encliquetage (25, 54) par concordance de formes. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 > caractérisé en ce qu'au moins quelques-uns des doigts de retenue (9 > 10) sont munis d'évidements (14) en forme de pochets ouvertes du côté frontail, qui servent à recevoir les extrémités des enroulements et/ou des fils de cordon (15) reliées ensemble. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, sur au moins quelques-unes des saillies (23, 24) des disques terminaux (4), sont disposées des nervures de blocage (26) qui bloquent les extrémités des enroulements et/ou des fils de cordon (15) introduites dans les évidements (14) en forme de poches des doigts de retenue (12, 13). 6. Dispositif selon 1 une quelconque des revendications 1 à 5 > caractérisé en ce-que ie disque de recouvrement (18) placé sur le côté frontal extérieur du stator (1) est muni à un endroit de sa périphérie de nervures de guidage des fils de cordon (31 a 36) qui, délimitant respectivement entre elles des volumes intermédiaires ouverts (57 à )9) se trouvent dans un plan transversal à l'axe du stator et sont munies à leurs extrémités de crochets d'encliquetage (41). 7. Dispositif selon 1 une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les extrémités extérieures des saillies (23, 24 ; 44 à 49) en forme de branches ou de doigts des disques de recouvrement (18,- 19) sont biseautées (28) et-sont munies de jupes (29) s'étendant axialement, ou de nervures de retenue obliques (50 à 53) qui recouvrent les doigts de retenue (9 > 10) des disques terminaux (4).