Brevet FR2481017A1 — publié le 19811023

MACHINE ELECTRIQUE NOTAMMENT ALTERNATEUR POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un alternateur notamment pour véhicule automobile comprenant un rotor avec des pôles inducteurs et un stator constitué par un empilage de tôles magnétiques circulaires obtenues à partir d'un flan d'une bande ou d'un secteur et comportant sur le bord circulaire intérieur, une succession de dents polaires épanouies à leur extrémité, qui délimitent entre elles des encoches ouvertes en forme de créneau dans lesquelles sont insérés ou bobinés des conducteurs formant les bobinages qui sont le siège de courants alternatifs induits par le passage des pôles du rotor devant les encoches correspondantes du stator. L'inconvénient majeur des alternateurs classiques et connus de ce type réside essentiellement dans l'augmentation de leur puissance sans modifier le diamètre extérieur de la machine généralement imposé par des considérations de montage sur le moteur et de volume disponible dans le compartiment moteur. Dans ces conditions, il est donc difficile d'obtenir une puissance supérieure qui éxigerait, pour pouvoir loger des conducteurs de moindre résistance, donc plus gros en diamètre, de diminuer la largeur de dent, d'où saturation de la machine. Le but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient et concerne à cet effet un alternateur du type précité caractérisé en ce que l'épanouissement polaire des dents est d'une largeur 1 maximum les rendant sensiblement jointives et fermant donc les encoches, dans une première phase correspondant à la découpe, l'ouverture des dites encoches s'effectuant dans une deuxième phase par vrillage des dents polaires autour de leur axe longitudinal et suivant un angle défini par les dimensions et la forme des encoches à obtenir, vues en plan, de manière à augmenter la largeur des dents polaires au niveau de l'entrefer de l'alter~ nateur sans diminuer le volume du bobinage des encoches, d'où une amélioration de la puissance pour un encombrement identique. De même cette technologie permet, pour un même encombrement et une puissance identique, de diminuer le nombre de tôles de la machine d'oU son prix de revient. Un tel vrillage n'est pas lui même sans inconvénient car l'angle donné aux dents tendra à faire deverser les tôles les unes par rapport aux autres et donc à les décaler, ce qui aura pour conséquence de ne plus avoir des dents, d'où des encoches perpendiculaires aux faces des tôles, mais ayant tendance à former une hélice qui pourrait remédier à certains problèmes de bruit qui se posent dans ce type d'alternateur, mais au détriment de son rendement Pour remédier à cet inconvénient et selon une autre caractéristique de l'invention, les dents polaires de chaque tôle sont comprises et maintenues lors de leur empilage, entre deux droites parallèles à l'axe du stator, par des moyens de centrage évitant leur devers les unes sur les autres jusqu a ce que les tôles soient solidarisées entre elles par tous moyens connus de fixation (rivetage, soudure etc...) La description qui va suivre en fonction desdessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut-être réalisée. Les fig. 1 et 2 représentent respectivement une vue rabattue et une vue en plan d'une portion de stator d'alternateur classique. Les fig. 3 et 4 représentent respectivement une vue rabattue et une vue en plan d'une portion de tôle de stator d'alternateur suivant l'invention avant vrillage des dents polaires. Les figures 5 et 6 représentent respectivement une vue rabattue et une vue en plan d'une portion de stator après vrillage des dents polaires de chaque tôles La figure 7 est une vue de détail à plus grande échelle et en coupe des moyens de centrage et de calage des tales entre elles. La figure 8 est une vue en perspective d'une portion de bande ou de tôle constituant un stator suivant une variante de l'in vention L'alternateur objet de l'invention comprend un rotor avec des pôles inducteurs (non représenté) et un stator représenté partiellement sur les figures. Le stator 1 d'alternateur classique (fig.let2) est constitué par un empilage de tôles magnétiques 2. Ces tôles 2 sont circulaires et peuvent être obtenues par découpe soit d'un flan, soit dans une bande droite ultérieurement cintrée ou encore dans une bande droite enroulée en spirale suivant un nombre de tours correspondant au nombre de tôles prévues. Les tôles 2 comportent sur leur bord circulaire intérieur une succession de dents polaires 3 qui présentent à leur extrémité ou tête de pôle un épanouissement polaire 4 et sont reliées entre elles par leur base ou pied de pôle 5 par une couronne annulaire 6 constituant la culasse du stator. Les dents polaires 3 délimitent entre elles des encoches 7 en forme de créneau et présentant une ouverture 8 dirigée vers le centre du stator. Ces encoches 7 ont un volume tel à permettre l'insertion ou le bobinage de conducteurs électriques formant les bobines (non représentées) qui seront le siège de courants alternatifs induits par le passage des pales du rotor (non représenté) devant les encoches correspondantes 7 du stator 1. Le stator 2 suivant l'invention (fig. 5 et 6) est constitué de manière identique au stator 1 classique ci-dessus décrit, à la différence que les tales 9 utilisées comportent des dents polaires 10 dont l'épanouissement 11 est d'une largeur l maximum (fig.4) les rendant sensiblement jointives et fermant donc les encoches 12 dans une première phase correspondant à la découpe. On remarquera que la largeur du pied de p81e 13 demeurant identique, l'augmentation de la largeur 1 de l'épanouissement polaire 11, aura pour conséquence de donner à la dent polaire 10 une forme trapézoidale, vue en plan. Dans une deuxième phase, l'ouverture des encoches 12 de chaque tôle 9 est effectuée par vrillage des dents polaires 10 suivant un angleg((fig.5) défini par les dimensions et la forme des encoches 12 à obtenir, qui vues en plan (fig.6), peuvent être identiques à celles 7 du stator classique 1 représenté à la figure 2. Cette augmentation de la largeur 1 des dents polaires 10 au niveau de l'entrefer de l'alternateur aura pour avantage de pouvoir diminuer le nombre de tôles 9 sans diminution de la puissance de la machine. Selon un mode de réalisation lors de l'empilage des tôles 9 les épanouissements 11 des dents polaires 10 de chaque tale 9, sont alignés et maintenus entre deux droites PP' parallèles à l'axe XX' du stator 2 par des moyens de centrage évitant le devers des tales 9 les unes sur les autres, qui aurait pour conséquence d'avoir des dents formant une hélice, et ce jusqu a ce que les tales 9 soient solidarisées entre elles par tous moyens de fixation connus tel que soudage, rivetage etc... Les moyens de centrage sont associés à des moyens de calage entre tôles 9, constitués par des bossages circulaires 14, obtenus par emboutissage des dites tôles 9 (fig.7) de manière à compenser un léger écartement provoqué par l'alignement des dents polaires 10 et à assurer un nieillegnetique des tSles 9. Les moyens de centrage sont constitués par une pige escamotable 15 traversant des trous correspondants 16 ménagés dans les tôles 9, dans l'axe des bossages 14. Le centrage par pige 15 est utilisé dans le cas où les tôles 9 sont destinées à être assemblées par un cordon de soudure sur toute l'épaisseur radiale du stator. Par contre dans le cas d'assemblage par rivetage, la pige 15 peut être avantageusement constituée par les rivets proprement dits qui auront ainsi une double fonction et permettront-de supprimer l'opération de soudage. Selon un autre mode de réalisation et afin de réduire le volume du stator 2 etpouvoir se dlspenser des moyens de calmage 14, le paquet de tôles empilées et centrées 9 est bobiné dans les encoches 12, ouvertes par l'opération de vrillage précédente, puis une fois le bobinage exécuté on place le stator 2 ainsi formé dans une presse exerçant une pression axiale sur le paquet de tales 9 pour refermer les encoches 12 et rendre aux tôles 9 leur forme initiale telle que représentée en plan à la fig.4. Cette technologie aura également pour avantage, avec un nombre de totales 9 constituant un stator classique, d'augmenter la puissance de la machine sans augmentation de son volume. Suivant une variante de réalisation (fig.8) l'inclinaison des dents polaires 10 s'effectue non pas par vrillage mais par pliage du bord périphérique 17 de la tôle 9, formant la culasse du stator 2, en créant un pli 18 au niveau de la base ou pied 13 des dents polaires 10. Il est bien entendu que de nombreuses modifications peuvent être apportées à ces modes de réalisation cités à titre d'exemple et qui peuvent etre appliqués à des stotors obtenus soit par empilage de tôles circulaires ou de bandes cintrées soit par enroule-. ment en spirale d'une bande continue. REVENDICATIONS : 1) Alternateur notamment pour véhicule automobile comprenant un rotor avec des pôles inducteurs et un stator (2) constitué par un empilage de tôles magnétiques circulaires (9) obtenues à partir d'un flan ou d'une bande et comportant sur leur bord circulaire intérieur, une succession de dents polaires (10), épanouies à leur extrémité (11), qui délimitent entre elles des encoches ouvertes (12) en forme de créneau dans lesquelles sont insérés ou bobines des conducteurs formant les bobinages qui sont le siège de courants alternatifs induits par le passage des pôles du rotor devant les encoches correspondantes (12) du stator (2) caractérisé en ce que l'épanouissement polaire (11) des dents (10) est d'une largeur 1 maximum les rendant sensiblement jointives et fermant donc les encoches (12), dans une première phase correspondant à la découpe, l'ouverture des dites encoches (12) s'effectuant dans une deuxième phase par vrillage des dents polaires (10) autour de leur axe longitudinal et suivant un angle 2) Alternateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'inclinaison des dents polaires (10) s'effectue par pliage du bord périphérique (17) de la tale (9), formant la culasse du stator (2), au niveau de la base ou pied (13) des dents polaires (10) 3) Alternateur selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les dents polaires (10) de chaque tales (9) sont alignées et maintenues lors de leur empilage, entre deux droites parallèles PP' à l'axe xx' du stator (2), par des moyens de centrage évitant leur devers les unes sur les autres jusqu'à ce que les tôles (9) soient solidarisées entre elles par tout moyens connus de fixation. 4) Alternateur selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les moyens de centrage sont associés à des moyens de calage entreitôles (9) de manière à compenser l'écartement de ces dernières provoqué par l'alignement des dents polaires (10) et à assurer un meilleur contact magnétique des dites tales (9). 5) Alternateur selon la revendication 4 caractérisé en ce que les moyens de cagr;Y;1 sont constitués par des bossages circulaires (14) obtenus par emboulissage des tôles (9). 6) Alternateur selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les moyens de centrage sont constitués par une pige escamotable (15) traversant des trous correspondants (16) ménagés dans l'axe des ses (14) des tôles (9) dans le cas où ces dernières sont solidarisées par soudure 7) Alternateur selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les moyens de centrage sont constitués par les rivets de fixation des toles (9), dans le cas d'une fixation par rivetage. 8) Alternateur selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les tôles (9) vrillés et empilées subissent, après bobinage dans les encoches ouvertes (12), une pression axiale destinée à refermer les dites encoches (12) suivant leur état initial rendant les dents polaires (10) sensiblement jointives.