Brevet FR2518841A1 — publié le 19830624

La présente invention est relative à des perfectionnements appportés aux induits de machines électriques tournantes et notamment aux induits des moteurs électriques de démarreur pour moteurs à combustion interne. Dans les moteurs électriques à courant continu prévus pour une intensité de courant élevée, le bobinage est habituellement réalisé au moyen de barrettes massives à section rectangulaire dont les angles sont arrondis. Les barrettes en question sont réalisées sous la forme d'épingles dont les deux branches pénètrent dans deux encoches différentes de l'induit et en ressortent en vue d'etre associées chacune à l'une des lames du collecteur du moteur électrique en question. Les encoches menagees dans l'induit présentent une section qui entrain généralement un étranglement du passage du flux magnétique à la base de l'encoche en direction du centre de l'induit. Cet étranglement provoque bien entendu dans la zone considérée une saturation qui limite la puissance disponible. Au lieu d'exécuter des encoches a bords parallèles on a déjà pense à les réaliser sous la forme d'un trapeze dont la grande base est située a proximité de la périphérie du rotor. On diminue ainsi l'etranglement entre deux encoches mais on ne résoud pas le probleme de la saturation dans la partie centrale du rotor qui entoure l'arbre. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention sont relatifs a une forme d'encoche particuliere qui permet de diminuer la saturation du flux magnétique dans l'induit d'une machine tournante a courant continu. Les encoches réalisées conformément à l'invention affectent en coupe transversale la forme d'un losange dont les sommets à angle aigu sont arrondis. De maniere à remplir parfaitement une telle encoche, exception faite de ltépaisseur de l'isolant, on réalise les épingles constituant les enroulements au moyen d'un profilé présentant en section transversale une forme triangulaire dont le sommet est arrondi, la section en question correspondant en gros a la moitie de celle des encoches. Le dessin annexé, donnné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en élévation d'un induit établi conformément à l'invention dans lequel on n'a fait figurer cil'une seule épingle de 1' enroulement. Fig. 2 en est une coupe suivant Il-Il (fig. 1). Fig. 3 est une vue partielle à plus grande échelle d'un rotor etabli conformément à l'invention, dans laquelle on a représenté toutes les barrettes co stituant l'enroulement. Fig. 4 est une vue semblable à celle de fig. 3 mais illustrant les encoches usuelles d'un induit de machine électrique tournante à courant continu. Fig. 5 montre en partie le talon du collecteur associe à un induit de machine électrique tournante a encoches usuelles. Fig. 6 est une vue partielle en coupe suivant VI-VI (fig. 1) du talon du collecteur d'un induit comportant application des perfection- nements suivant l'invention. Fig. 7 est une variante d'exécution des entailles du talon du collecteur illustre en fig. 6. Fig. 8 illustre comment les extrémités des branches des épingles de l'induit sont immobilisees par déformation de la partie tronquée des entailles du talon du collecteur,- les deux branches de deux épingles étant représentées engagées dans chacune des entailles. Fig. 9 est une variante d'exécution de fig. 6 dans laquelle chaque lame est réalisée en-deux parties. Fig. 10 illustre comment un talon de collecteur, dont les entailles sont réalistes conformément a l'exemple représenté en fig. 9, est assemblé en vue de retenir les épingles des enroulements d'un induit suivant l'invention. On a illustré en fig. 1 un induit de machine électrique tournante a courant continu comprenant essentiellement un arbre 1 et un rotor 2 réalisé par empilage de tôles serties sur l'arbre 1, et un collecteur 3 comportant un talon 3a réalisé sous la forme d'une collerette périphérique comme cela est bien connu dans la pratique. Le rotor 2 est pourvu d'encoches longitudinales 2a dans lesquelles sont engagées les branches d'épingles constituant les enroulements dudit induit. En fig. 1 on a représenté une seule épingle 4 dont les deux branches 4aet 4b s'engagent dans deux encoches differentes (fig. 2).On observe que la branche 4a coopère avec la partie inférieure d'une des encoches 2a tandis que la branche 4b de la meme épingle est disposée dans la partie supérieure de l'autre encoche. Conformément à l'invention, chacune des encoches 2a est réalisée sous la forme d'un losange dont le grand axe constitue un rayon du rotor 2, ses deux sommets à angle aigu étant arrondis. Grace à leur forme, les encoches déterminent entre elles un espace plus grand que celui existant lorsque les mêmes encoches sont réalisées de maniere connue sous la forme d'un rectangle à petits côtés arrondis (fig. 4). C'est ainsi que la distance d (fig. 3) séparant les bords parallèles des parties inférieures de deux encoches 2a voisines est largement plus grande que la distanèe dl séparant la base de deux encoches usuelles (fig. 4) à section de conducteur égale. De plus la forme en losange des encoches 2a suivant l'invention permet de diminuer la distance L séparant la base de l'encoche de la périphérie du rotor puisque grâce à cette forme cette distance L est inférieure à celle=L1 d'un induit comportant des encoches usuelles. Ainsi la zone centrale de l'induit présente une surface non encochée supérieure de telle sorte que la saturation du flux dans cette zone est moins forte avec les encoches suivant l'invention qu'avec celles prévues habituellement. Bien entendu la forme des branches 4a, 4b de chaque épingle 4 doit être adaptée à celle des encoches 2a ctest-à-dire que le profile destiné à la fabrication desdites épingles présente en section transversale une forme triangulaire dont le sommet comporte un arrondi correspondant à celui du sommet des encoches. Les branches 4a, 4b des épingles remplissent complètement les encoches 2a exception faite du manchon isolant 5 recouvrant chacune des branches. I1 va de soi que les encoches 2a pourraient déboucher sur la périphérie du rotor sans que cela ait une influence sur l'invention. Un autre avantage de l'invention réside dans le fait que la forme triangulaire des branches de chaque épingle 4 permet une économie substantielle de cuivre pour la réalisation du talon 3a du collecteur 3. Lorsqu'on a affaire à des épingles à section rectangulaire à sommet arrondi (fig. 5) les entailles 6 ménagées dans le talon du collecteur doivent avoir une profondeur égale au double.de la hauteur de chaque branche. Généralement, une fois que les branches en question ont été engagées dans les entailles 6, le débouché de celles-ci vers I'extérieur est serti pour assujettir mécaniquement les deux branches voisines au talon 3a du collecteur. Bien entendu la liaison électrique peut ensuite être renforcée par soudure. Conformément à l'invention les entailles 3b du talon 3a du collecteur 3 comportent une partie basse 3'b correspondant exactement à la partie inférieure des encoches 2a et une partie supérieure 3 b de très courte longueur à faces convergentes en direction de l'exterieur. Ainsi l'une des branches d'une épingle issue d'une encoche de l'induit vient coopérer etroitement avec la partie basse 3'b de chaque encoche tandis que la branche drune autre épingle vient s'engager dans la partie haute 3 b de l'encoche dont les faces la maintiennent parfaitement, bien quelle dépasse au-del de l'alésage du talon 3a.La retenue de chaque paire de branches dans une même entaille 3b peut donc être effectuée mécaniquement ctest-à-dire par un ajustage, ou on peut parfaire la liaison desdites branches et du talon 3a par une soudure. La partie supérieure 3b de chaque encoche 3b peut comporter des faces parallèles (fig. 7) de manière que les deux branches des épingles qui doivent être placées dans l'entaille considérée puissent etre introduites à partir du pourtour du talon 3a. Comme illustré en fig. 8 les faces de la partie 3h de l'encoche sont ensuite rabattues contre celles latérales de la branche correspondante d'une épingle pour sertir celle-ci. Suivant une variante du mode d'exécution de fig. 6 chaque lame 3c du collecteur qui se prolonge bien entendu sur son talon 3a pourrait etre réalisée en deux pièces symétriques 3'c, 3c dans lesquelles l'entaille 3b serait creusée par moitié de manière a reconstituer la forme de celle illustrée en fig. 6. On obtiendrait aini un talon de collecteur tel que celui montré fig. 10. Dans celui-ci les différentes paires de branches seraient retenues soit grâce à un ajustage mécanique, soit par l'intermédiaire d'une soudure. On notera enfin que la manière dont chaque épingle 4 est réalisée, ctest-à-dire avec une torsion au niveau de son sommet, permet que ses branches 4a, 4b viennent se disposer avec leurs bases situes dans la partie médiane de chaque encoche si bien que dans chacune d'elles les bases des branches des épingles se trouvent appliquees l'une contre l'autre. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a éte donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Induit de machine électrique tournante, notamment de moteur de demarreurdu genre comprenant un rotor pourvu d'encoches axiales (2a) à section droite rectangulaire ou trapezoldale, dans lesquelles s'engagent deux enroulements, caractérisé en ce que les encoches (2a) affectent en coupe transversale la forme d'un losange dont les -sommets à angle aigu sont arrondis. 2. Induit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrondi du sommet de chaque encoche (2a) qui est situé à proximité immédiate de la périphérie de l'induit est interrompu par une fente longitudinale qui fait deboucher les encoches (2a) sur ladite périphérie. 3. Induit suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, dont les enroulements sont constitues par des épingles (4) dont les branches (4a, 4b) sont respectivement engages dans le bas d'une encoche (2a) et dans le haut d'une autre décalée par rapport a la première, caractérisé en ce que les branches de chaque épingle (4) pressentent en section transversale la-forme d'un triangle dont le. sommet comporte le même arrondi que ceux des encoches (2a). 4. Induit suivant la revendication 3, caractdrisé en ce que chaque épingle (4) est réalisée afin que ses deux branches (4a, 4b) cooptèrent avec celles d'autres épingles de manière que les bases des branches situées dans une même encoche (2a) soient en appui l'une par rapport à l'autre. 5. Induit suivant la revendication 3 comprenant un collecteur (3) à talon (3a) dont chaque lame est associée à deux enroulements, c'est-à-dire qu'elle comprend une entaille (3b) de forme identique à celle (2a) de l'induit et dans laquelle deux branches (4a, 4b) de deux épingles différentes sont retenues, caractérisé en ce que le diamètre du talon (3a) est tel que chaque entaille (3b) est tronquée afin que sa partie triangulaire situe vers l'exterieur laisse dépasser la branche correspondante au-delà du pourtour dudit talon. 6. Induit suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la partie tronquée de l'entaille (3b) comporte deux faces parallèles dont les rebords sont déformés en vue de sertir les branches correspondantes dans l'entaille considérée.