Brevet FR2629958A1 — publié le 19891013

Rotor pour machine électrique excitée par aimants permanents. L'invention a pour objet un rotor pour machine électrique excitée par aimants permanents, comportant un corps de rotor sensiblement cylindrique avec des bouts d'arbre en saillie suivant l'axe de ce corps, les aimants permanents de ce rotor étant maintenus au moyen d'organes de positionnement en direction axiale et en direction tangentielle. par rapport au corps de rotor et fixé sur la surface latérale extérieure de ce corps de rotor. Dans un tel rotor du type ci-dessus, connu d'après le document de brevet DE-GM 84 27 703, les différents aimants permanents sont fixés sur le corps de rotor cylindrique, servant de corps porteur, au moyen d'une cage de positionnement. Cette cage de positionnement est constituée en une seule pièce avec des bagues frontales d'extrémité et des nervures longitudinales reliant ces bagues. Elle est de préférence formée par projection sur le corps de rotor apres le montage préalable des segments d'aimants. En variante, elle peut aussi être engagée avec les aimants permanents introduits dans la cage de rotor et fixée ensuite sur la surface extérieure du corps de rotor. Il est alors désavantageux que la dépense de fabrication soit élevée et que le moment d'inertie d'ensemble du rotor soit accru par le poids de la cage, cela étant particulièrement sensible parce que la cage de positionnement est située dans la zone périphérique du rotor. L'invention a pour but de constituer un rotor du type indiqué dans l'introduction de manière à obtenir, d'une part, un montage préciset simple des aimants permanents et, d'autre part, à réduire le moment d'inertie massique du rotor. 26Z2956. A cet effet, l'invention concerne un rotor du type ci-dessus caractérisé en ce qu'il est prévu en tant qu'organes de positionnement une bague de positionnement disposée dans la zone de chaque face frontale du corps de rotor et au moins une bague de positionnement intérieure disposée sur le corps de rotor entre les premières bagues, ces bagues de positionnement étant munies de talons de positionnement qui ne s'étendent que sur une faible partie de la longueur de la surface latérale extérieure du corps de rotor, chaque bague de positionnement et la bague de positionnement intérieure, d'une part, et les talons de positionnement correspondants alignés, d'autre part, délimitant des compartiments destinés chacun à un aimant permanent. Dans la solution suivant l'invention, les organes de positionnement ne comprennent que trois bagues de positionnement engagées sur le corps de rotor, ces bagues de positionnement étant munies de talons de positionnement en forme de dents, les aimants permanents étant ajustés entre ces talons. Par rapport à une cage de positionnement en une seule pièce, la masse totale de ces bagues de positionnement est extrêmement faible. On obtient donc une réduction correspondante du moment d'inertie massique de l'ensemble du rotor. Suivant un mode de réalisation, pour la longueur (1, 1') des talons de positionnement rapportée à la longueur L de la surface latérale extérieure du corps de rotor, on a les relations 1 aimants permanents. Suivant un autre mode de réalisation la bague de positionnement intérieure comporte des bossages d'arrêt en saillie en direction radiale vers l'intérieur, ces bossages s'enclenchant dans une rainure annulaire formée dans la surface latérale extérieure du corps de rotor. On obtient ainsi des dispositions simples pour fixer en direction axiale la bague de positionnement intérieure sur la surface extérieure du corps de rotor. Suivant d'autres modes de réalisation: a) chacune des bagues de positionnement comporte une saillie s'avançant en direction radiale vers l'intérieur et s'engageant dans une rainure de positionnement formée dans la surface latérale extérieure du corps de rotor. b) les bagues de positionnement sont constituées sous forme de disques annulaires, chacune d'elles s'appuyant en direction radiale, sans jeu, sur une partie de montage cylindrique se raccordant directement au corps de rotor. c) chacune des bagues de positionnement s'appuient en direction axiale, sans jeu, sur l'une des faces frontales du corps de rotor. Les réalisations a), b), c) ci-dessus donnent des moyens simples pour fixer les bagues de positionnement par rapport au corps de rotor en direction tangentielle, en direction radiale et en direction axiale. Les dispositions de fixation ci-dessus peuvent être mises en oeuvre de façon particulièrement simple si les bagues de positionnement sont constituées en matière synthétique dure et élastique. On obtient une réduction supplémentaire du moment d'inertie massique du rotor si les talons de positionnement sont de réalisation creuse. L'invention est décrite plus en détail ci- après en se référant à un exemple de réalisation représenté sur les dessins annexes, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en élévation longitudinale d'un rotor; - la figure 2 est une vue en élévation longitudinale avec arrachement partiel du corps de rotor (suivant la figure 1); - la figure 3 est une coupe transversale du rotor effectuée suivant la ligne III-III de la figure 1; - la figure 4 est une coupe d'une bague de positionnement suivant la ligne IV-IV de la figure 3 et - la figure 5 est une vue en élévation d'une bague de positionnement intermédiaire. Le rotor représenté sur les dessins comporte de façon usuelle un corps cylindrique 1 représenté sur la figure 2, ce corps cylindrique étant de révolution autour d'un axe longitudinal 2. Des parties de montage cylindriques 5 pour des bagues de positionnement 6 sont formées en une seule pièce avec le corps de rotor 1, suivant le même axe, sur chacune des deux faces frontales 3, 4 de ce corps de rotor. Aux deux parties de montage 5 se raccordent de façon usuelle des bouts d'arbre 7, 8. Une partie conique 9 est formée sur le bout d'arbre 8 côté sortie pour le montage d'une roue de sortie, par exemple d'une poulie. Une partie filetee se raccorde à la partie conique 9 pour le montage d'un écrou de fixation de la roue de sortie. Les deux bagues de positionnement 6, constituées de façon identique, comportent un disque annulaire 11 dont le diamètre intérieur Di est inférieur de quelques dixièmes de millimètre au diamètre extérieur Da de la partie de montage cylindrique 5 du corps de rotor 1. Par conséquent, les bagues de positionnement 6 constituées en matière ' 69958G synthétique élastique pouvant être injectée sont montées, après emmanchement, sans jeu sur la partie de montage 5 correspondante. Chacun des disques annulaires il est muni d'un côté de talons de positionnement 12 disposés à intervalles angulaires égaux et s'étendent parallèlement à l'axe 2. Pour effectuer des économies de matière et réduire le poids, les talons sont de réalisation creuse. Les faces latérales 13 des talons de positionnement 12 s'étendent en direction radiale par rapport a l'axe 2. Leurs faces intérieures 14 se trouvent sur la surface cylindrique ayant pour axe l'axe 2 et s'appuient donc sans jeu, au moins approximativement sur la surface latérale extérieure 15 du corps de rotor 1. Les bagues de positionnement 6 sont engagées sur les parties de montage 5, de manière que chaque disque annulaire 11 s'appuie contre la face frontale correspondante 3, 4 du corps de rotor 1. Dans ces conditions, les talons de positionnement 12 s'étendent sur une faible partie axiale 1 du corps de rotor 1. Sur la face intérieure d'un talon de positionnement 12 est formée une saillie 16 agissant à la manière d'un ressort, cette saillie s'engageant dans une rainure de positionnement correspondante 17 formée dans la surface latérale extérieure 15 du corps de rotor 1 à partir de chacune des faces frontales 3, 4 et s'étendant parallèlement à l'axe 2. On fixe ainsi la position angulaire des bagues de positionnement 6 par rapport au corps de rotor 1. La position de ces bagues en direction axiale est garantie par les faces frontales 3, 4 qui agissent comme des butées. Du côté intérieur dirigé vers les talons de positionnement 12, les disques annulaires 11 sont munis d'évidements 18 pour économiser de la matière et du poids. Au milieu de la longueur totale L du corps de rotor 1 est disposée une bague de positionnement 6 c629958 intérieure 19. Celle- ci est constituée d'un disque annulaire mince 20 dont le diamètre intérieur di est supérieur au diamètre extérieur da du corps de rotor 1. Des bossages d'arrêt 21 en saillie en direction radiale vers l'intérieur sont formés à des intervalles angulaires égaux sur la surface intérieure de la bague 19. Dans le cas présent, il y a quatre bossages 21. Le diamètre intérieur di' de chaque bossage 21 est inférieur de quelques dixièmes de millimètre au diamètre extérieur da du corps de rotor 1. Une rainure annulaire 22 est formée au milieu de la longueur du corps de rotor 1 pour recevoir ces bossages d'arrêt 21 qui s'enclenchent dans ladite rainure 22. Etant donné que la bague de positionnement intérieure 19 est aussi constituée en matière synthétique élastique injectable, elle peut être engagée sur la surface latérale extérieure 15 du corps de rotor 1 depuis l'une des faces frontales 3, 4 avec une déformation élastique correspondante des bossages d'arrêt 21. Lorsque la bague atteint la rainure annulaire 22, les bossages d'arrêt 21 s'enclenchent dans cette rainure, ce qui fixe la position axiale de la bague de positionnement intérieure 19 par rapport au corps de rotor 1. Sur les deux faces frontales du disque annulaire 20 de la bague de positionnement intérieure 19 sont formés des talons de positionnement 23 dont la section correspond à celle des talons de positionnement 12. Ils présentent donc des faces latérales 24 qui s'étendent en direction radiale par rapport à l'axe 2. Leurs faces intérieures 25 se trouvent sur une surface cylindrique dont l'axe est l'axe 2. Ces faces intérieures 25 s'appuient également sans jeu, au moins approximativement, sur la surface latérale extérieure du corps de rotor 1. Les faces intérieures 25 opposées l'une à l'autre déterminent donc, de la même façon que les faces intérieures correspondantes 14, un 7 2629958 diamètre da. La dimension axiale 1' des talons de positionnement 23 peut être inférieure à la dimension correspondante 1 des talons de positionnement 12. Les talons de positionnement formés sur les deux faces frontales du disque annulaire 20 peuvent être décalés entre eux d'un certain angle, comme cela ressort de la figure 1. Chacun d'eux se trouve sur une génératrice vis-à-vis des talons de positionnement 12 de la bague de positionnement opposée 6. Les talons de positionnement 12 et 23 opposés l'un à l'autre sont donc alignés. Des compartiments 26 sont formés entre chaque bague de positionnement 6 et la bague de positionnement intérieure 19. Dans ces compartiments sont disposés des aimants permanents 27 qui s'appuient sur les disques annulaires correspondants 11, 20 par leurs faces frontales, qui ne sont pas désignées de façon particulière, et qui s'appuient par leurs faces latérales 28 contre les faces latérales 13, 24 des talons de positionnement 12, 23. Ainsi, les aimants permanents 27 sont positionnés par rapport au corps de rotor 1, d'une part en direction axiale et, d'autre part, en direction tangentielle. L'espace situé entre les talons de positionnement 12 et 23 opposés et les faces latérales 28 est chaque fois un espace libre 29. Les aimants permanents 27 sont fixés par leurs surfaces intérieures 30, au moyen d'une couche de colle 31 sur la surface latérale extérieure 15 du corps de rotor 1. La fixation tangentielle de la bague de positionnement intérieure 19 par rapport au corps de rotor 1 n'est pas nécessaire car la position tangentielle, c'est-à-dire la position angulaire, de la bague de. positionnement intérieure 19 par rapport aux bagues de positionnement 6 s'établit d'elle-même lors du montage des aimants permanents 27. Lorsque le montage décrit jusqu'à maintenant a été effectué, le rotor peut être enveloppé 26299S8 par une bande 32 pour éviter que les aimants permanents 27 soient chassés à l'extérieur, en partie ou en totalité, par les forces centrifuges qui se développent. La longueur 1, 1' des talons de positionnement 12, 23 est normalement comprise dans une gamme allant de 2% à 3% de la longueur totale L du corps de rotor. La longueur des talons ne devrait pas aller au-delà de 5% et ne doit en aucun cas dépasser 10%. REVENDICATIONS. 1) Rotor pour machine électrique excitée par aimants permanents, comportant un corps de rotor sensiblement cylindrique (1) avec des bouts d'arbre (7, 8) en saillie suivant l'axe de ce corps, les aimants permanents (27) de ce rotor étant maintenus au moyen d'organes de positionnement en direction axiale et en direction tangentielle par rapport au corps de rotor (1) et fixé sur la surface latérale extérieure (15) de ce corps de rotor, caractérisé en ce qu'il est prévu en tant qu'organes de positionnement une bague de positionnement (6) disposée dans la zone de chaque face frontale (3, 4) du corps de rotor (1) et au moins une bague de positionnement intérieure (19) disposée sur le corps de rotor (1) entre les premières bagues (6), ces bagues de positionnement (6, 19) étant munies de talons de positionnement (12, 23) qui ne s'étendent que sur une faible partie de la longueur (L) de la surface latérale extérieure (15) du corps de rQtor (1), chaque bague de positionnement (6) et la bague de positionnement intérieure (19), d'une part, et les talons de positionnement correspondants alignés (12, 23), d'autre part, délimitant des compartiments (26) destinés chacun à un aimant permanent (27). 2) Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour la longueur (1, 1') des talons de positionnement (12, 23) rapportée à la longueur (L) de la surface latérale extérieure (15) du corps de rotor (1), on a les relations 1 1' 3) Rotor selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour la longueur (1, 1') des talons de positionnement (12, 23) rapportée à la longueur (L) de la surface latérale extérieure (15) du corps de rotor (1) on a les relations 1 1' 4) Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague de positionnement intérieure (19) comporte des bossages d'arrêt (21) en saillie en direction radiale vers l'intérieur, ces bossages s'enclenchant dans une rainure annulaire (22) formée dans la surface latérale extérieure (15) du corps de rotor (1). ) Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des bagues de positionnement (6) comporte une saillie (16) s'avançant en direction radiale vers l'intérieur et s'engageant dans une rainure de positionnement (17) formée dans la surface latérale extérieure (15) du corps de rotor (1). 6) Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bagues de positionnement (6) sont constituées sous forme de disques annulaires (11), chacune d'elles s'appuyant en direction radiale, sans jeu, sur une partie de montage cylindrique (5) se raccordant directement au corps de rotor (1). 7) Rotor selon. la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des bagues de positionnement (6) s'appuie en direction axiale, sans jeu, sur l'une des. faces frontales (3, 4) du corps de rotor (1). 8) Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bagues de positionnement (6) et la bague de positionnement intérieure (19) sont constituées en matière synthétique élastique dure. 9) Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que les talons de positionnement (12, 23) sont de réalisation creuse.