Brevet FR2477334A1 — publié le 19810904

Induit en forme de disque pour moteur électrique. La présente invention concerne les induits en forme de disques et plus précisément ceux qui sont destinés aux moteurs électriques à courant continu, convenant à de nombreuses applications. Les moteurs électriques à courant continu ayant un entrefer axial ont un faible poids, sont peu encombrants et sont très utilisés dans l'industrie automobile et celle des équipements périphériques d'ordinateurs, par exemple comme moteurs, ventilateurs électriques de refroidissement de radiateurs, lève-glaces électriques et analogues. Les induits de ces moteurs sont habituellement formés de feuilles de cuivre ou d'aluminium estampé, l'élément tiré de chaque feuille formant la moitié ou un côté des spires de l'induit. Les pièces sont alors collées sur les deux faces d'un feutre ou d'une feuille, les extrémités des demi-spires étant diri- gées vers l'intérieur, au niveau du diamètre interne, et vers l'extérieur, au niveau du diamètre externe, sur les côtés opposés du feutre ou de la feuille. Ce dernier peut être thermoplastique ou thermodurcissable. Les extrémités des spires sont raccordées, par exemple par soudage, afin que le circuit soit fermé à l'extrémité interne et à l'extrémité externe des demi-spires. Plusieurs pièces ainsi formées, séparées par des feutres ou feuilles, peuvent être collées, et les extrémités dépassant vers l'intérieur et vers l'exté- rieur, aux périphéries interne et externe des ensembles empilés formés, peuvent être raccordées sélectivement afin qu'elles forment un enroulement à plusieurs spires. Dans la plupart des applications, il suffit de deux pièces es- tampées et d'une seule feuille les séparant alors que dans d'autres cas, suivant l'usage prévu, deux couches d'induit ou plus sont préférables. Le feutre ou la feuille, constituant un élément "préimprégné" est un tissu spécialement préparé, habituelle- ment formé de fibres de verre, imprégné d'une résine époxyde. La résine époxyde la plus couramment utilisée est d'un type thermodurcissable qui a subi une polymérisation partielle avant application des pièces estampées et collage par chauffage. Le feutre ou la feuille préalablement imprégné sépare les pièces métalliques estampées portant les demi- spires et les supporte et assure en outre le positionne- ment et le maintien des extrémités des pièces aux périphé- ries interne et externe auxquelles les extrémités sont sou- dées. En outre, le feutre préalablement imprégné, après collage et polymérisation, forme un support de la partie collectrice de l'induit, dans la région interne de cet induit. Ainsi, un support rigide est formé au niveau du collecteur et des balais. Cette caractéristique est évidem- ment importante pour le fonctionnement du moteur. D'autres feutres ou feuilles d'une matière thermoplastique ou ther- modurcissable ou de matières imprégnées ou revêtues de tel- les matières thermoplastiques ou thermodurcissables con- viennent aussi. L'une des difficultés rencontrées lors de l'utili- sation dans les moteurs à entrefer axial ayant de tels in- duits stratifiés en forme de disques, dans certaines appli- cations automobiles, est le bruit créé par ces moteurs. Ce bruit, lorsqu'il peut être entendu dans le compartiment des passagers, est nuisible si bien qu'il a réduit l'utili- sation de ces moteurs dans certaines applications de l'indus- trie automobile. On a constaté selon l'invention que le niveau de bruit des induits stratifiés en forme de disques destinés aux moteurs à entrefer axial pouvait être notablement réduit, la dissipation thermique de l'induit de ces moteurs pouvait être améliorée et le coût de ces moteurs pouvait être réduit par réduction importante de la surface du feutre utilisé pour le collage des pièces métalliques embouties formant les demi-spires. Cette réduction de surface du feu- tre non seulement réduit le prix mais réduit aussi le poids du moteur et l'inertie de l'induit. Dans un mode de réalisation de l'invention, le feutre est limité à un disque partant de la périphérie in- terne de l'induit et s'étendant jusqu'à la périphérie externe 3 2477334 de la zone collectrice. On constate que cette surface limi- tée du disque suffit pour que l'induit ait une rigidité suf- fisante et pour que les demi-spires formés par les pièces métalliques embouties et empilées soient suffisamment es- pacées Les spires peuvent être revêtuesd'une couche d'un ver- nis isolant, par exemple du type couramment utilisé pour le revêtement des fils, afin que les demi-spires de l'induit ne soient pas en court-circuit-dans la zone qui se trouve vers l'extérieur de celle qui comprend le disque de feutre. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, en plus du disque placé dans la zone collectrice, un second disque étroit ou anneau de matière préalablement imprégnée est placé entre les pièces métalliques formant les demi- spires juste à l'intérieur de la périphérie externe de l'induit, à l'endroit o les extrémités des demi-spires sont soudées. Ce disque externe ou d'entretoise disposé juste à l'intérieur dela périphérie externe de l'induit, facilite le maintien et le positionnement des extrémités des demi-spires en vue de leur soudage et, en coopération avec le disque placé dans la zone collectrice, il constitue une entretoise séparant les demi-spires et assure le main- tien d'un espace entre celles-ci, dans la région o les demi- spires ne sont pas supportées. Dans Cette disposition, le revêtement par un vernis ou le trempage de l'induit monté peut être supprimé. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en plan avec des parties arrachées d'un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une coupe éclatée de l'induit de la figure 1; - la figure 3 est une vue en plan avec des parties arrachées analogue à la figure 1, dans un second mode de ré- alisation de l'invention; et - la figure 4 est une coupe éclatée du mode de ré- alisation de la figure 3. Comme indiqué sur les dessins et notamment sur les figures 1 et 2, l'induit qui porte la référence générale 2 a un moyeu 4 formé par exemple d'un métal ou d'une matière plastique robuste, ayant des trous 6 et 8 qui le traversent et un trou central 10 destiné à permettre le montage sur un arbre du moteur, non représenté. Les demi-spires métalliques 12, 14 qui peuvent être formées par estampage ou poinçonnage dans des feuil- les métalliques comme décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 3 382 570, sont d'abord collées sur les faces opposées d'un anneau ou disque 16 d'entretoise, par exemple d'un feutre préalablement imprégné, constitué de fibres de verre ayant été imprégnées d'une résine époxyde thermodurcissable et partiellement polymérisée. Les feuilles estampées formant un stratifié après collage, près de leur centre ou de leur périphérie interne, sur les faces opposées du disque 16, sont alors déconnectées du support et restent collées aux faces opposées du disque 1.6 de feutre, les demi- spires 12, 14 dépassant vers l'extérieur au-delà de la pé- riphérie externe du disque 16. Les extrémités internes des demi-spires 12, 14, à la périphérie interne 18, et les extrémités externes des demispires 12, 14 à la périphérie externe 20 sont alors raccordées mutuellement afin que les extrémités des demi-spires soient connectées et forment les spires de l'induit de cette manière. Lorsque les demi-spires 12, 14 sont ainsi collées aux faces opposées du disque 16 de feutre préalablement imprégné et lorsque les extrémités sont raccordées, l'induit peut alors être entraîné en rota- tion dans un bain de vernis destiné à revêtir les spires de l'induit, à l'extérieur du disque 16, ou l'ensemble peut être trempé. Dans ce dernier cas, après trempage et séchage du vernis, la région des demi-spires 12 exposée sur le feu- tre 16 et destinée à former le collecteur après montage, est polie afin que la couche de vernis y soit retirée et que la surface métallique soit exposée dans cette région collec- trice. Lorsque les demi-spires 12, 14 ont été collées aux faces opposées du disque 16 et lorsque les extrémités des spires sont soudées et raccordées, l'ensemble est alors collé sur le moyeu 4, à l'aide d'un anneau préalablement imprégné 22 lui aussi formé d'une étoffe ou d'un tissu de fibres de verre préalablement imprégné d'une résine époxyde thermodurcissable partiellement polymérisée. Le mode de réalisation des figures 3 et 4 est pratiquement identique à celui des figures 1 et 2 décrit précédemment mais il comporte, en plus du disque 16 de feutre préalablement imprégné, formant un anneau d'armature et d'accroissement de la rigidité placé entre les demi- spires 12,14 sous la région collectrice, un second disque 17 de feutre ou d'entretoise, par exemple d'une étoffe de fi- bres de verre ou un feutre préalablement imprégné, placé entre les demispires 12, 14 à proximité de la périphérie externe des spires de l'induit, les demi-spires étant liées ou fixées par fusion à l'anneau 17 en même temps qu'elles sontliées ou fixées par fusion au feutre préalablement im- prégné 16. Le revêtement des spires d'un vernis isolant comme dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, peut être supprimé lors de l'utilisation du disque 17 d'entre- toise dans le mode de réalisation des figures 3 et 4. Dans les deux modes de réalisation décritset re- présentés, l'anneau ou disque sur lequel sont collées des spires et supportant l'induit dans la région collectrice se termine à la marge externe de cette zone ou à proximité. Ainsi, la rigidité et l'inertie données par le disque sont limitées à cette zone. La transmission des vibrations des balais et le bruit dû aux balais ainsi que l'amplification et la résonance de ces vibrations et du bruit sont ainsi limitées et réduites. L'air peut s'écouler à travers l'in- duit au-delà de la région collectrice et peut refroidir l'induit tout en facilitant la dissipation de la chaleur dégagée dans celui-ci. Le prix, le poids et l'inertie de l'induit sont aussi réduits. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses élé- ments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Induit en forme de disque pour moteur électrique à courant continu à entrefer axial, ledit induit étant ca- ractérisé en ce qu'il comprend plusieurs disques métalliques estampés, empilés les uns sur les autres, les demi-spires (12, 14) des disques métalliques étant reliées et raccordées aux périphéries interne et externe de l'induit et formant les spires de celui-ci, les disques métalliques étant collés aux faces opposées d'un disque (16) de liaison placé entre les disques métalliques à proximité de la périphérie interne de l'induit et formant une bague collectrice dans une région délimitée sur les disques métalliques, à proximité de la périphérie interne, les spires de l'induit dépassant radia- lement vers l'extérieur au-delà de la zone collectrice, à partir du bord externe du disque (16) de liaison. 2. Induit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les spires formées par les disques métalliques estam- pés, dépassant radialement à l'extérieur au-delà du bord externe du disque de liaison (16),sont revêtues d'un vernis isolant. 3. Induit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un disque d'entretoise (17) formant un anneau proche de la périphérie externe de l'induit mais disposé radialement vers l'extérieur par rapport au bord externe du disque de liaison (16). 4. Induit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les demi-spires (12, 14) ne sont pas supportées entre le disque de liaison (16) et le disque d'entretoise (17). 5. Induit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties des demi-spires (12, 14) comprises entre le disque de liaison (16) et le disque d'entretoise (18) ne sont pas supportées par les disques et sont revêtues d'unvernis isolant. 6. Induit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le disque de liaison (16) est imprégné d'une résine époxyde. 7. Induit selon l'une quelconque des revendications 8 2477334 3 à 5, caractérisé en ce que le disque de liaison (16) et le disque d'entretoise (17) sont imprégnés d'une résine époxyde.