Brevet FR2341977A1 — publié le 19770916

La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une carcasse de stator feuilletée destinée a porter des enroulements de stator dans une machine électrique du genre dynamo. On peut fabriquer des carcasses de stator feuilletées à partir de tales annulaires séparées ou bien à partir d'une bande de tôle enroulée en hélice. Dans l'un ou l'autre cas, il est nécessaire de placer les tôles ou spires de bande en les orientant les unes par rapport aux autres de façon que des encoches ménagées dans la périphérie intérieure des tales ou des spire s soient alignées pour définir des passages s'étendant sensiblement dans la direction longitudinale de la carcasse du stator en vue de recevoir des conducteurs d'enroulements du stator et il est ensuite nécessaire de fixer les tôles ou spires dans leurs positions relatives appropriées.Dans un procédé connu de fabrication d'une carcasse de stator, les tôles ou spires sont pourvues sur leurs bords périphériques extérieurs d'une encoche orientée radialement et dont les bords opposés sont inclinés l'un par rapport à l'autre de façon que la largeur de 1' encoche diminue depuis un maximum correspondant à la base de l'encoche jusqu'à un minimum correspondant & l'extrémité ouverte de l'encoche. Quand les tôles ou spires sont correctement positionnées, les encoches définissent une rainure longitudinale en forme de queue d'aronde qui est ménagée dans la surface extérieure de la carcasse. On insère alors dans la rainure en queue d'aronde un tasseau dont la largeur est essentiellement égale à la largeur de la base de la rainure, ce tasseau étant incurvé en section transversale.Le tasseau est positionné dans la rainure de façon que sa face concave soit tournée vers la base de cette rainure puis il est déformé en direction de la base de la rainure de manière à s' aplatir à partir de sa configuration incurvée. L'aplatissement augmente la largeur effective du tasseau et fait en sorte que ses bords latéraux viennent mordre dans les parois dépouillées de la rainure pour bloquer ensemble les parties de la structure. Ce procédé de fabrication présente un sérieux inconvénient du fait que la rainure en queue d'aronde nécessite un angle inclus de l'ordre de 30 entre ses parois latérales opposées.En conséquence l'outil utilisé pour poinçonner les encoches dans les bords périphériques extérieurs des tôles ou spires doit comporter deux parties en forme de coins ayant chacun un angle de 75 . On estime que plus l'angle de coin est faible, plus la vitesse d'usure de l'outil est grande en service. Un outil comportant des coins de 750 s'use assez rapidement. L'invention a pour but de fournir un procédé de fabrication d'une carcasse de stator permettant de remédier à la difficulté précitée. Le procédé selon l'invention consiste à partir d'un paquet de stator comprenant plusieurs tôles annulaires ou spires d'une bande enroulée en hélice, qui sont placées dans les positions nécessaires les unes par rapport aux autres de façon & définir les passages d'enroulements du statqr, le paquet comportant dans sa surface périphérique extérieure une rainure longitudinale qui a une section droite rectangulaire, à engager un tasseau dans la rainure de manière qu'il s'applique étroitement contre des parois latérales opposées de cette rainure, et à déformer le paquet dans la zone de la rainure afin de produire une déformation des parois latérales de la rainure leur permettant de recouvrir le tasseau. De préférence le tasseau est plus long que la rainure et il dépasse des deux extrémités de celle-ci, les extrémités dépassantes du tasseau étant recourbées de maniére à être orientées radialement vers l'intérieur du paquet en vue de retenir les composants de ce paquet dans une direction axiale. Avantageusement, on applique étroitement le tasseau contre les parois latérales opposées de la rainure en l'introduisant dans cette dernière avec un profil incurvé latéralement, la face concave étant tournée vers la base de la rainure et on aplatit ensuite le tasseau en direction de la base de la rainure de façon à augmenter sa largeur effective et à faire ainsi mordre les bords latéraux opposés du tasseau dans les parois latérales de la rainure. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique éclatée d'une carcasse de stator, montrant également un chapeau d'extrémité d'une dynamo, la carcasse du stator étant représentée dans une phase intermédiaire de sa fabrication t La figure 2 est une vue schématique fragmentaire d'une partie de la carcasse de stator de la figure 1 t La figure 3 est une vue en perspective de la carcasse de stator de la figure 1 dans une phase de fabrication ultérieure, et La figure 4 est une vue en bout à échelle agrandie d'une partie de la carcasse de stator de la figure 3. En se référant aux dessins, on voit que la carcasse de stator a une structure feuilletée et comprend un paquet 11 qui se présente soit sous la forme d'une pile de tôles annulaires identiques en contact facial les unes avec les autres, soit d'une pile constituée d'une longueur de bande enroulée en hélice, la nature feuilletée résultant du contact facial des spires individuelles de la bande enroulée en hélice. Chaque tôle ou spire est poinçonnée de façon à comporter plusieurs encoches s'étendant radialement et débouchant sur la périphérie intérieure de la tôle ou spire, trois paires d'encoches rectangulaires 12 étant réparties à intervalles angulaires égaux sur la périphérie extérieure de la tôle ou spire.Les tôles ou spires sont maintenues en contact facial les unes avec les autres et sont orientées angulairement entre elles de manière que les encoches intérieures soient alignées pour définir des passages s'étendant dans la direction longitudinale du paquet 11 et dans lesquels sont disposés en service des conducteurs de l'enroulement de stator. De même les encoches 12 sont alignées de façon à former trois paires de rainures 13 réparties à intervalles angulaires égaux, orientées longitudinalement et d'une section droite rectangulaire, dans la périphérie extérieure du paquet 11. Pour maintenir les tôles ou spires dans leurs positions relatives nécessaires, on introduit un tasseau dans chacune des rainures 13 de manière qu'il s'applique contre leurs parois opposées et contre les extrémités axiales opposées du paquet Il pour maintenir les parties du paquet 11 dans les positions relatives nécessaires. Chaque tasseau 14 se présente sous la forme d'une bande d'acier laminé à froid qui a une longueur supérieure à la longueur axiale du paquet 11. Au moins la partie du tasseau qui vient se placer dans une rainure respective 13 est incurvée dans le sens de la largeur comme le montre clairement la figure 2. Chaque tasseau est inséré dans sa rainure respective 13 de façon que sa face concave soit dirigée vers la base de la rainure et, dans la configuration incurvée, la largeur du tasseau est inférieure à la largeur de la rainure 13 de sorte que le tasseau peut être inséré dans celle-ci.A ce moment, le cas échéant, les parties de chaque tasseau qui dépassent des extrémités de la rainure respective 13 peuvent être recourbées à angle droit par rapport à la partie in termediaire du tasseau de façon à s'appliquer contre des extrémités axiales opposées du paquet 11 quand le tasseau est inséré dans sa rainure respective. En variante, le tasseau peut être incurvé latéralement sur toute sa longueur de manière que les parties extrêmes dépassent axialement des extrémités de la rainure respective. Après insertion de chaque tasseau 14 dans sa rainure respective 13, le tasseau est aplati contre la base de cette dernière de sorte que l'incurvation du tasseau est supprimée. L'aplatissement du tasseau augmente évidemment sa largeur effective de sorte que ses bords latéraux opposés viennent s'appliquer étroitement contre et mordre dans les parois de la rainure 13.Dans une disposition où les extrémités de chaque tasseaux ne sont pas recourbées à angle droit avant l'insertion du tasseau, on opère de manière que, après aplatissement du tasseau, les parties extrêmes dépassantes soient recourbées à angle droit par rapport à la partie intermédiaire du tasseau de façon à s'étendre radialement vers l'intérieur du paquet 11 et à s'appliquer respectivement contre des surfaces extrêmes axiales opposées du paquet 11 afin d'empêcher un mouvement axial relatif des tôles ou des spires de ce dernier. Finalement l'extérieur du paquet 11 est déformé circonférentiellement dans une zone adjacente à chaque bord de chaque rainure 13 de manière que les parois de chaque rainure 13 soient déformées vers l'intérieur par dessus la partie supérieure du tasseau 14. Cette déformation des parois de chaque rainure vers l'intérieur favorise l'action d'accrochage entre le tasseau et les parois de la rainure, ce qui permet de retenir le tasseau en position par rapport au paquet 11. Il est à noter en référence aux figures 2 et 4 que la périphérie extérieure de chaque tôle ou spire est pourvue, dans une zone adjacente à chaque paroi latérale de chaque rainure 12, d'une encoche 15 facilitant la déformation des parois latérales de la rainure pour recouvrir le tasseau 14 en service. Les parois latérales des rainures peuvent être déformées de toute manière appropriée ; par exemple on peut les déformer sur toute leur longueur à l'aide d'un galet profilé qui refoule les deux parois vers l'intérieur simultanément lorsqu'il est déplacé sur la longueur de la rainure. En variante, la déformation des parois latérales vers l'intérieur peut être réalisée en des points localisés le long de chaque paroi latérale à l'aide d'un poinçon ou d'un outil semblable. On peut effectuer automatiquement la fabrication et l'insertion des tasseaux dans une machine qui transfère une longueur continue de bande incurvée depuis une bobine d'alimentation jusqu' un poste de mise en place de tasseau. Dans le poste de mise en place de tasseau la partie extrême de la longueur. continue de bande est introduire dans la rainure 13 appropriée t l'extrémité libre de la bande est recourbée à angle droit de manière à s'éten- dre radialement par rapport au paquet en entrant en contact avec la face extrême axiale de ce dernier puis une cisaille-guillotine sépare par sectionnement la partie de bande située à l'intérieur - de la rainure du reste de la bande et elle assure simultanément, d'une part, le cintrage de l'extrémité découpée des tasseaux de manière à l'appliquer contre l'autre face extrême axiale du paquet 11 et, d'autre part, le cintrage de l'extrémité découpée de la bande continue à angle droit en vue de la faire entrer en contact avec la face extrême axiale du paquet suivant à pourvoir de tasseaux.Un galet ou bien une paire de galets prévus sur la machine assurent ensuite l'aplatissement du tasseau 14 à l'intérieur de la rainure 13. Lorsque le paquet 11 est formé de plusieurs tales séparées, chaque tôle est alors poinçonnée dans sa forme finale à partir d'une feuille ou d'une bande d'acier laminé à froid. Dans ce cas, la partie de l'outil d'estampage qui forme les encoches 12 a une section droite rectangulaire. Cependant, lorsque le paquet 11 est réalisé à partir d'une bande enroulée en hélice, cette bande est estampée avant son enroulement hélicoidal. En conséquence, pour que les encoches 12 aient une section droite rectangulaire ou essentiellement rectangulaire dans la bande finale qui est enroulée en hélice, les encoches sont estampées en forme de queue d'aronde dans la bande droite.Il en résulte que les parties de l'outil d'estampage qui produisent l'encoche 12 ont également une section droite en forme de queue d'aronde mais on a estimé que l'angle inclus maximal devait avoir une valeur de 100. En conséquence les deux coins de l'outil de coupe ont chacun un angle non inférieur à 850. I1 est évident que, pour de nombreuses carcasses de stator, le diamètre du paquet 11 est tel que l'angle inclus de l'encoche 12 dans la bande droite peut être inférieure à 100 et en conséquence l'angle de chaque coin de l'outil d'estampage se rapproche plus étroitement de 900. 51 en résulte que l'outil utilisé pour produire les encoches dans la bande droite, avant l'enroulement hélicoïdal de cette bande, a une durée de service notablement plus grande qu'un outil équivalent dont l'angle des coins est plus aigu. Dans l'exemple décrit ci-dessus, on utilise trois paires de tasseaux réparties à intervalles angulaires égaux. Cependant il va de soi que le nombre et l'espacement des tasseaux sont déterminés par la structure du paquet il et par les conditions imposées à la carcasse finale de stator. En conséquence, le cas échéant, on peut estamper les tôles ou spires, de manière a créer des rainures longitudinales rectangulaires supplémentaires, comme le montrent les figures 1 et 3. I1 existe ainsi des rainures susceptibles de recevoir des tasseaux au cas où cela serait nécessaire pour remplir certaines conditions particulières imposées du stator. I1 est également à noter que les encoches 12 de chaque spire ou tale sont alignées radialement avec une dent qui sépare des encoches adjacentes d'enroulement du stator. Cet alignement radial n'est pas critique dans la structure où le paquet est formé de tôles individuelles mais il est extrêmement avantageux dans la structure où le paquet est formé d'une bande enroulée en hélice puisqu'il réduit au minimum la localisation des -contraintes de flexion pendant l'enroulement de la bande. I1 est clair que si l'encoche 14 était alignée avec une encoche d'enroulement de stator, il existerait un collet relativement étroit de matière entre les deux parties et il se produirait une concentration de contraintes de flexion dans cette zone. Les dessins montrent que, en plus de la prévision des encoches 12 et des évidements 15 dans la périphérie extérieure de chaque tôle ou spire, chaque tôle ou spire est également pourvue de saillies triangulaires 16 dirigées radialement vers l'extérieur et définissant dans le paquet final 11 des nervures 17 de section droite rectangulaire qui sont orientées axialement Les saillies 16 sont agencées de manière à dépasser extérieurement des parois latérales des encoches 12 de façon que, dans le paquet final 11, les pointes de diamètre maximal du paquet constituent les sommets des nervures 17. Après assemblage de la carcasse du stator, cette carcasse est calibrée de façon à venir se placer avec précision à l'intérieur du chapeau d'extrémité 18 de la dynamo. L'opération de calibrage peut être une opération d'usinage, par exemple de brochage, ou bien une opération de formage effectuée en emmanchant la carcasse du stator sur une matrice de calibrage. Dans l'un ou l'autre cas, cette opération de calibrage est réalisée sur les sommets des nervures 17, ces nervures 17 étant réparties à intervalles angulaires sur la carcasse du stator de manière à venir se positionner angulairement par rapport à des parties prédéterminées 19 du chapeau extreme e 18. De préférence ce chapeau extrême comporte au moins trois zones 19 espacées angulairement, chaque zone 19 étant en contact, en service, avec au moins une nervure 17. I1 va de soi que les enroulements du stator sont mis en place dans la carcasse du stator avant l'assemblage final du stator sur-le chapeau extrême. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'une carcasse feuilletée de stator, caractérisé en ce qu'on part d'un paquet de stator comprenant plusieurs tôles annulaires ou spires d'une bande enroulée en hélice, qui sont disposées dans les positions nécessaires les unes par rapport aux autres de façon à définir les passages d'enroulée ment du stator, le paquet comportant dans sa surface périphérique extérieure une rainure longitudinale ayant une section droite rectangulaire, en ce qu'on engage dans la rainure un tasseau de manière qu'il s'applique étroitement contre des parois latérales opposées de la rainure et en ce qu'on déforme le paquet dans la zone de la rainure afin de déformer les parois latérales de cette dernière pour qu'elles recouvrent le tasseau. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tasseau a une longueur supérieure à celle de la rainure et dépasse des deux extrémités de celle-ci, les extrémités dépassantes du tasseau étant recourbées de manière à s'étendre radialement vers l'intérieur du paquet en vue de retenir les composants de ce dernier dans une direction axiale. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on applique étroitement le tasseau contre les parois latérales opposées de la rainure en introduisant le tasseau dans la rainure avec une configuration incurvée latéralement, la face concave étant dirigée vers la base de la rainure, et en ce qu'on aplatit ensuite le tasseau en direction de la base de la rainure pour augmenter sa largeur effective et pour faire ainsi mordre ses bords latéraux opposés dans les parois latérales de la rainure. 4.- Carcasse feuilletée de stator, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3.