Brevet FR2596592A1 — publié le 19871002

DISPOSITIF DE CONNEXION DES EXTREMITES DES FILS D'ENROULE MENT D'UN BOBINAGE DE STATOR D'UN MOTEUR ELECTRIQUE AUX CONDUCTEURS D'UN CABLE DE CONNEXION. L'invention a pour objet un dispositif de connexion des extrémités du fil d'enroulement d'un bobinage de stator d'un moteur électrique, en particulier d'un moteur à induit extérieur, aux conducteurs d'un câble de connexion en utilisant un disque d'isolation fixé entre le bobinage du stator et la bride du moteur, sur lequel sont fixées, sur le côté supérieur opposé au bobinage du stator, les extrémités libres du conducteur à connecter, en particulier par soudure, aux extrémités du fil d'enroulement et qui passent à travers le disque d'isolation. On connaît de DE-GM 81 17 023 un tel dispositif dans lequel le disque d'isolation possède des doigts élastiques prolongeant sa zone périphérique et lui donnant l'aspect d'un peigne, les extrémités des fils pouvant être serrées entre ces doigts. Sur le côté diamétralement opposé aux doigts, le disque isolant possède, sur sa face supérieure opposée au bobinage du stator, un moyen de fixation du câble de connexion allégeant la traction de celui-ci. A partir de ce moyen de fixation, les extrémités libres des fils du câble sont guidées le long de la face supérieure jusqu'à la région en forme de peigne lui faisant face.Chaque extrémité de fil y est introduite dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction des doigts, dans un premier intervalle entre deux doigts et, après avoir entouré au moins un doigt, introduite dans un deuxième intervalle pour revenir vers la face supérieure du disque isolant. Grâce à cette déviation de 1800 et aux doigts exerçant un serrage, on obtient une fixation allégeant la traction. Les extrémités de fil isolées et s'étendant sensiblement perpendiculairement par rapport à la face supérieure du disque isolant sont ensuite connectées aux extrémités du fil d'enroulement, par exemple par enroulement et brasage consécutif, de préférence dans un bain de brasage à immersion. Enfin, les régions de connexion sont infléchies de 900 de manière telle qu'elles soient maintenues dans les intervalles entre les doigts.Dans ce dispositif connu, il se présente l'inconvénient que le montage du moteur nécessite beaucoup de temps et de travail, car de nombreuses manipulations sont nécessaires pour effectuer les connexions requises, une grande adresse étant en outre indispensable. Etant donné sa forme compliquée qui comprend des doigts élastiques, des moyens de fixation du câble de connexion allégeant la traction, ainsi que d'autres fixations des conducteurs guidés le long de la face supérieure du disque isolant, ce disque isolant du dispositif connu est de construction compliquée et, par conséquent, coûteuse. En outre, le moyen de fixation du câble de connexion destiné à alléger la traction de celui-ci et qui est prévu sur le disque isolant nécessite une grande solidité du disque, ce qui entraîne une dépense accrue de matière et également des frais de construction plus élevés. De plus, une charge considérable s'exerce sur la région entre l'arbre d'isolation frontale et le disque isolant, suite aux forces de traction agissant sur le câble de connexion, ce qui peut conduire, dans des cas extrêmes, à un desserrement du disque et la panne du moteur qui s'ensuit. On connait, de DE-GM 75 23 919, un autre dispositif du genre décrit qui comprend également un disque isolant avec une région périphérique ayant la forme d'un peigne pour la fixation des extrémités de fil, ainsi qu'un moyen de fixation du câble de connexion qui allège la traction. Il se présente donc également les inconvénients décrits cidessus. On connaît, de DE-PS 29 12 802 et de DE-AS 19 30 359, des dispositifs utilisant des cartes imprimées à la place des disques isolants, sur les pistes conductrices imprimées desquelles sont soudées les extrémités du fil d'enroulement, aussi bien que celles des conducteurs, de sorte que l'étant blissement de chaque connexion présente l'inconvénient d'exiger deux brasages. En outre, ce mode d'exécution nécessite des mesures supplémentaires d'isolation de la carte pour les moteurs isolés de l'humidité, par exemple par application d'un vernis isolant, étant donné qu'autrement des courants de fuite superficielle pourraient se produire entre les pistes conductrices, dus à l'humidité ou à des impuretés. La présente invention a pour objet de présenter un dispositif du genre décrit ci-dessus, dans lequel les extrémités du fil d'enroulement du bobinage du stator peuvent être connectées de manière simple et sans opérations de montage compliquées aux lignes de raccordement, et dans lequel les pièces détachées utilisées, en particulier le disque isolant, sont de réalisation économique grâce à leur construction simple, le disque isolant pouvant être fixé sur l'arbre d'isolation frontale sans etre soumis à des tensions dues à des forces de traction. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que des organes de connexion ayant la forme de chevilles sont fixés sur les extrémités des conducteurs qui traversent et verrouillent depuis la face inférieure du disque isolant faisant face au bobinage du stator, des passages du disque isolant, de manière telle que leurs extrémités dépassent la face supérieure du disque isolant dans une direction perpendiculaire à celui-ci et peuvent être connectées aux extrémités des fils d'enroulement. Grâce à l'invention, on réussit, de manière simple, une fixation positionnée avec précision des extrémités de fil sur le disque isolant dans une direction perpendiculaire à celui-ci, donc axiale par rapport à l'axe du moteur, la connexion des extrémités de fil, à savoir des organes de connexion fixés aux extrémités des conducteurs, avec les extrémités des fils d'enroulement, pouvant ainsi être effectuée de préférence par soudure automatique sur la face supérieure du disque isolant. Pour ce faire, il suffit d'enficher les organes de connexion dans les passages, cette opération les verrouillant automatiquement. Cette simple opération d'enfichage peut être exécutée sans problèmes mécaniquement ou bien par des monteurs peu adroits. Etant donné que le disque isolant de l'invention présente de simples ouvertures de passage au lieu des doigts élastiques connus de l'état de la technique, il peut être réalisé avantageusement et à peu de frais sous la forme d'une pièce préformée de construction simple. D'autres caractéristiques avantageuses de la réalisation de l'invention sont contenues dans les revendications dépendantes. L'invention sera expliquée plus en détail et à titre d'exemple en se référant au dessin annexé, dans lequel : La figure 1 est une vue de dessus du stator d'un moteur à induit extérieur dans la direction de l'axe du moteur et muni du dispositif selon l'invention ; La figure 2 est une vue de face dans la direction de la flèche II de la figure 1 et montre, en outre, des vues en coupe d'un capot et d'une bride de moteur ; La figure 3 est une vue de dessus d'un disque isolant selon l'invention La figure 4 est une vue de dessus selon la figure 3 montrant, en outre, un contrôleur de température fixé sur le disque isolant ; et La figure 5 est une vue de face dans la direction de la flèche.V de la figure 4. Les figures 1 et 2 montrent le stator 1 d'un moteur électrique à induit extérieur, consistant en un assemblage de tôles 2 et des bobinages 3 de stator. Dans la direction de l'axe du moteur 4, le stator 1 possède une ouverture axiale centrée 5 pour le passage de l'axe d'un induit extérieur, non illustré. Dans la figure 2, une bride 6 de moteur est illustrée qui est composée d'un flasque 7 et d'un tube de support 8 du coussinet, venus d'une pièce. Le tube de support 8 peut être inséré dans l'ouverture 5 du stator. Entre l'enroulement 3 du stator et la bride 6 du moteur, un disque isolant 12 est fixé sur un arbre d'isolation frontale 11 du stator 1, sur lequel sont fixées les extrémités 15 d'un câble de connexion 16 du moteur à connecter aux extrémités des fils d'enroulement 14. Le disque isolant 12 possède un passage circulaire 17 muni d'une collerette circulaire 18 disposée perpendiculairement au plan du disque isolant 12, par laquelle le disque isolant 12 est emboîté sur l'arbre d'isolation frontale 11 et fixé par des moyens appropriés, par exemple par soudure ou collage. Pour un positionnement exact, le disque isolant 12 peut comprendre, dans son passage 17, des cavités ou épaulements et l'arbre d'isolation frontale 11 peut présenter sur sa circonférence extérieure les épaulements ou cavités correspondants (non illustrés). Pour fixer les extrémités 15 des conducteurs sur le disque isolant 12, il est prévu, selon l'invention, de fixer aux extrémités 15 des conducteurs des organes de connexion 19 ayant la forme de chevilles, qui, à partir de la face inférieure 20 du disque isolant, qui est dirigée vers le bobinage du stator, traversent et se bloquent dans des passages 21 du disque isolant, de manière telle que leurs extrémités dépassent la face supérieure 22 du disque isolant 12, opposée au bobinage du stator, perpendiculairement par rapport audit disque.Sur les extrémités des organes de connexion 19 qui dépassent la face supérieure 22 du disque isolant 12, on peut fixer les extrémités des fils d'enroulement 14, en particulier par soudure, ce qui peut être effectué grâce à la fixation solide et sûre des organes de connexion 19, automatiquement et sans risque d'éclaboussures de soudure, par exemple dans un bain de brasage à immersion. Avantageusement, les organes de connexion 19 ont la forme de contacts mâles creux sertis sur les extrémités 15 des conducteurs. Selon la figure 2, le câble de connexion 16 avec ses extrémités 15 des conducteurs est guidé, depuis le côté de la bride du moteur à travers une ouverture 25 de la bride 6 et "en passant devant le disque isolant 12", vers la face inférieure 20 de celui-ci, d'où les organes de connexion 19 sont introduits, de la manière décrite ci-dessus, dans les passages 21. Pour faciliter le passage latéral des extrémités des fils conducteurs 15 par rapport au disque isolant 12, ce dernier présente, dans la région des passages 21, situés, selon l'invention, au proche voisinage les uns des autres, c'est-à-dire dans la région de connexion du disque isolant 12, une cavité 26 à bords ouverts ayant la forme d'un arc de cercle dans le mode d'exécution illustré (figure 4). Un conducteur de protection ou de mise à la terre 15a est connecté directement à l'assemblage de tôles 2 du stator par un connecteur enfichable. A cet effet, il est prévu, dans l'exemple illustré, une fiche femelle plate 27 à l'extrémité du conducteur de protection 15a et, sur l'assemblage de tôles 2 du stator, une fiche mâle plate 28 correspondante. Comme on peut le voir, en particulier dans la figure 5, chaque organe de connexion 19 en forme de cheville possède au moins une languette d'arrêt élastique 29 qui s'étend depuis l'extrémité de l'organe de connexion 19 dans la direction du conducteur 15 et également obliquement vers l'extérieur et qui, après l'introduction de l'organe de connexion 19 dans le passage 21 du disque isolant, s'appuie sur la face supérieure 22 du celui-ci. Le seul moyen de sortir l'organe de connexion 19 est donc de repousser élastiquement les languettes d'arrêt 29. I1 est particulièrement avantageux que les passages 21 du disque isolant 12 aient une section droite circulaire et soient prolongés dans la direction axiale par des pièces cylindriques creuses 31 formées sur la face inférieure 20 du disque isolant 12. Ainsi, le disque isolant 12 lui-même peut être d'une faible épaisseur, les saillies 31 assurant malgré tout une fixation solide et sûre des organes de connexion 19 dans une direction perpendiculaire par rapport au plan du disque isolant 12, en prolongeant le guidage dans la direction axiale. Grâce à cette réalisation avantageuse, la fabrication du disque isolant 12 est particulièrement économique, étant donné la faible consommation de matière. Pour la fixation et le guidage des fils d'enroulement 14, souvent très minces, il est prévu, selon l'invention, des rainures de guidage 32 sur la face supérieure 22 du disque isolant 12 pour recevoir les fils d'enroulement 14. Ces rainures de guidage 32 vont de la périphérie du disque jusqu'aux organes de connexion 19, de préférence sans se croiser. D'autre part, pour fixer les fils d'enroulement, le disque isolant 12 possède des fentes de positionnement 33 à bords ouverts débouchant dans les rainures de guidage 32. Grâce à cette réalisation avantageuse, et contrairement aux cartes connues de l'état de la technique, on peut se passer de mesures supplémentaires d'isolation, comme, par exemple, d'un revêtement isolant de la face supérieure 22, étant donné que les fils d'enroulement 14 sont déjà isolés par un vernis. Par conséquent, il ne peut pas se produire de courants de cheminement entre les fils d'enroulement 14 guidés le long de la face superieure 22 du disque isolant 12, un moteur équipé du dispositif selon l'invention étant particulièrement bien adapté pour des modes d'exécution protégés de l'humidité. Dans un mode d'exécution particulier de l'invention, au moins une extrémité de conducteur 15 peut être directement connectée à un moyen de connexion d'un contrôleur de température 34 fixé sur le disque isolant. A cet effet, le disque isolant possède une cavité d'accueil 35 à bords ouverts (figure 3) pour l'introduction latérale du contrôleur de température 34 de manière telle qu'un passage prévu dans une barrette 36 appliquée sur la face supérieure 22 du disque isolant 12 soit aligné avec un des passages 21 du disque isolant 12. Ainsi, la languette d'arrêt 29 de l'organe de connexion 19 correspondant peut s'appuyer directement sur le bord de l'ouverture de la barrette 36, de manière à ce que la barrette de connexion 36 soit ainsi fixée entre la languette d'arrêt 29 et le disque isolant 12. La connexion ainsi établie peut en plus être renforcée par soudure. L'extrémité du fil d'enroulement 14 correspondant est reliée par soudure à l'autre barrette 36a du contrôleur de température 34, celui-ci étant ainsi connecté en série avec le bobinage 3 du stator. La cavité d'accueil 35 est avantageusement reliée de manière telle que le contrôleur de température 34 soit maintenu par serrage. Ceci peut, par exemple, être obtenu par des taquets d'arrêt et des évidements correspondants. On voit dans la figure 2 que le contrôleur de température 34 fait perpendiculairement saillie de la face inférieure 20 du disque isolant 12 et est en contact avec le bobinage 3 du stator. Grâce à la réalisation simple du disque isolant 12, celui-ci peut être fabriqué économiquement, par exemple sous la forme d'une pièce en matière synthétique, d'un seul tenant. Selon la figure 2, le disque isolant 12 peut être couvert sur sa face supérieure 22 par une coiffe 40. Celle-ci est donc disposée entre le disque isolant 12 et la bride 6 du moteur. Pour le passage du tube 8 de support du coussinet de la bride 6 du moteur, la coiffe 40 possède un passage 41 centré, aligné avec le passage 17 du disque isolant 12. Selon l'invention, la coiffe 40 présente dans sa région périphérique située dans la région de connexion du disque isolant 12, un passage 42 pour le câble de connexion 16. Ce passage 42 est aligné avec le passage 35 de la bride 6 du moteur. Selon l'invention, le câble de connexion 16 possède, dans sa région enveloppée faisant suite aux extrémités libres des conducteurs 15, un passe-câble 43 de protection contre les inflexions avec une collerette circulaire 44 dirigée vers l'extérieur, qui est appliquée sur le bord de l'ouverture de passage 42 sur le côté de la coiffe 40 faisant face au disque isolant 12.Ceci assure un allègement de la traction aux endroits de connexion. I1 en résulte l'avantage particulier que le disque isolant 12 n'est sujet à aucune force de traction, puisque le passe-câble 43 de protection contre les inflexions s'appuie sur la bride 6 du moteur au moyen de sa collerette circulaire 44 et la coiffe 40. Par conséquent, les tensions dues à une force de traction sont éloignées du disque isolant 12, qui peut ainsi être plus simple et de moindre épaisseur que les disques isolants décrits ci-dessus, ce qui contribue également à une diminution du coût de fabrication.De plus, une force de traction agissant sur le câble de connexion 16 ne représente pas une charge pour le point de connexion entre l'arbre d'isolation frontale 11 et le disque isolant 12, de manière à ce que des perturbations ou pannes du moteur, suite à un desserrement du disque isolant 12, sont exclues. Lors du montage, on introduit d'abord les organes de connexion 19 fixés sur les extrémités 15 des conducteurs dans les passages 21 du disque isolant 12 et on les fixe ainsi. Ensuite, on relie, au moyen des fiches 27, 28, le conducteur de mise à la terre 15a à l'assemblage de tôles 2 du stator et l'on coiffe l'arbre d'isolation frontale 11 du disque isolant 12 et on fixe celui-ci par collage, par rabattage ou par un procédé de soudure à ultrasons. Les fils d'enroulement 14 sont guidés, depuis la face inférieure 20 vers la face supérieure 22 du disque isolant 12, à travers les fentes de positionnement 33 et par les rainures de guidage 32 pour rencontrer les organes de connexion 19 et ils y sont, par exemple, enroulés autour des organes de connexion 19 et ensuite soudés automatiquement. L'extrémité libre du câble de connexion 16 située en regard de l'organe de connexion 19 est guidée à travers les ouvertures 42 de la coiffe 40 et 25 de la bride 6 du moteur et cette bride 6 est enfichée à travers l'ouverture centrale 41 de la coiffe 40 dans l'ouverture centrale 5 du stator 1. Ensuite, le montage du rotor et des coussinets nécessaires a lieu de manière connue. Grâce à la réalisation selon l'invention, le montage décrit peut être effectué facilement et rapidement, sans inconvénients majeurs. Revendications 1. Dispositif de connexion des extrémités des fils d'enroulement d'un bobinage de stator d'un moteur électrique, en particulier un moteur à induit extérieur, aux conducteurs d'un câble de connexion, en utilisant un disque isolant fixé, entre le bobinage du stator et la bride du moteur, sur l'arbre d'isolation frontale, disque sur lequel sont fixées les extrémités libres des conducteurs à relier aux extrémités des fils d'enroulement, en particulier par soudure et qui passent à travers le disque isolant pour déboucher sur la face opposée au bobinage du stator, caractérisé en ce que des organes de connexion (19) ayant la forme de chevilles sont fixés aux extrémités (15) des conducteurs et traversent et bloquent, depuis la face inférieure (20) du disque isolant, des passages (21) du disque isolant de manière telle que leurs extrémités dépassent la face supérieure (22) du disque isolant (12) dans une direction perpendiculaire par rapport à celui-ci et peuvent être reliés aux extrémités des fils d'enroulement (14). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque élément de connexion (19) en forme de cheville possède au moins une languette élastique d'arrêt (29) s'étendant depuis l'extrémité de l'élément de connexion (19) dans la direction du conducteur (15), ainsi qu'obliquement vers l'extérieur et qui, après l'enfichage des organes de connexion (19) dans l'ouverture de passage (21) du disque isolant (12), s'appuie sur la face supérieure (22) de celui-ci. ~3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les ouvertures de passage (21) du disque isolant (12) ont une section droite circulaire et sont, de préférence, prolongées dans la direction axiale par des pièces rapportées (31) cylindriques creuses formées sur la face inférieure (20) du disque isolant (12). 4. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les organes de connexion (19) ont la forme de contacts mâles creux sertis sur les extrémités (15) des conducteurs. 5. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la face supérieure (22) du disque isolant (12) possède des rainures de guidage (32) pour recevoir les fils d'enroulement (14), ces rainures de guidage (32) s'étendant depuis le bord du disque jusqu'aux éléments de connexion (19) sans se croiser. 6. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le disque isolant (12) possède, pour l'immobilisation des fils d'enroulement (14), des fentes de positionnement (33) à bords ouverts débouchant dans les rainures de guidage (32). 7. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les ouvertures de passage (21) du disque isolant (12) sont disposées, à faible distance les unes des autres, dans une région de connexion unilatérale. 8. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le disque isolant (12) possède une cavité (35) à bords ouverts permettant d'y introduire latéralement un contrôleur de température (34) de manière telle qu'un passage prévu dans une barrette (36) du contrôleur de température appliquée sur la face supérieure (22) du disque isolant (12) soit aligné avec un des passages (21) du disque isolant, la languette d'arrêt (29) de l'organe de connexion (19) correspondant qui traverse le passage (21) du disque d'isolation (12), s'appuyant sur le bord d'ouverture de la barrette (36). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la cavité d'accueil (35) est réalisée de manière telle que le contrôleur de température (34) soit maintenu par serrage. 10. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le disque isolant (12) a la forme d'une pièce moulée en matière synthétique, d'un seul tenant. 11. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la face supérieure (22) du disque isolant (12) est couverte par une coiffe (40) en matière isolante. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la coiffe (40) possède dans sa région périphérique située dans la région de connexion du disque isolant (12), un passage (42) pour le câble de connexion (16). 13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le câble de connexion (16) possède dans sa région enveloppée faisant suite aux extrémités libres (15) des conducteurs, un passe-câble (43) de protection contre les inflexions, avec une collerette circulaire (44), dirigée radialement vers l'extérieur, qui est appliquée sur le bord du passage (42) situé sur le côté de la coiffe (40) qui fait face au disque isolant (12). 14. Dispositif selon l'une ou plusieurs des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la bride (6) du moteur possède un passage (25) aligné avec le passage (42) de la coiffe (40), pour le passage du câble de connexion (16).