Brevet FR2725567A1 — publié le 19960412

ROTOR DE MACHINE DYNAMO-ELECTRIQUE ET PROCEDE POUR LE PREPARER La présente invention concemrne un rotor d'une machine dynamo- électrique telle qu'une génératrice de courant alternatif utilisée pour des véhicules, et un procédé de préparation du rotor. En référence à la figure 13, il est montré une vue en coupe du rotor d'une génératrice de courant alternatif connue pour véhicules. En référence à la figure 14, il est montré une vue en perspective d'un io ensemble de bobine du rotor. Sur ces figures, le chiffre de référence 1 désigne un arbre rotatif qui est supporté par des supports de la génératrice de courant alternatif et qui ne sont pas montrés. Les noyaux de champ, de chiffres de référence 2a et 2b, qui ont des parties de circonférence extérieure comportant des griffes polaires et des parties de circonférence intérieure formées avec des canaux annulaires, sont couplés pour former un élément de noyau de champ, et sont supportés par l'arbre rotatif 1 et engagés sur lui de telle sorte que les griffes polaires opposées s'engrènent alternativement l'une sur l'autre. Le chiffre de référence 3 désigne un ensemble à bobine (désigné ci-dessous par le terme bobine). Le chiffre de référence 31 désigne une bobine de champ qui est enroulée sur une bande de circonférence intérieure 34 après que la bande a été enroulée sur un corps de bobine 32 comporte une bande de circonférence extérieure 35 enroulée sur lui, et est fixée sur l'arbre rotatif I conjointement avec les noyaux de champ 2a et 2b. La bobine de champ 31 comporte une amorce d'enroulement engagée dans une encoche formée dans un côté du corps de bobine 32, et comporte une bande latérale 33 s'interposant entre la partie d'amorce de bobinage et une partie de bobinage. Les chiffres de référence 4a et 4b désignent des ailettes de refroidissement, qui sont fixées sur les côtés des noyaux de champ 2a et 2b. Le chiffre de référence 5 désigne une bague collectrice de courant, qui est supportée par l'arbre rotatif 1 conjointement avec les noyaux de champ 2a et 2b et engagée sur lui. Le corps de bobine 32 est fabriqué par exemple en Nylon résistant à la chaleur. La bande de circonférence extérieure 35 comporte une face vers la bobine formée d'une surface adhésive, et l'autre face formée d'une surface non adhésive afin d'améliorer les performances de fonctionnement La bande de circonférence extérieure est formée d'une pièce de textile non tissé en tant que sous-couche imprégnée d'une résine epoxy adhésive, et par l'application d'une résine epoxy non adhésive sur l'une des faces du textile. De plus, après assemblage de la bobine, la bande de circonférence extérieure est soumise à un traitement thermique destiné à faire fondre la résine. Ensuite, la résine est durcie afin de constituer la bobine de champ en un seul ensemble. io Comme on le constate, le rotor connu comprenant une bobine de champ à la circonférence intérieure et à la circonférence extérieure complètement recouvertes par la bande, empêche ainsi l'accumulation de chaleur dans le bobinage due à l'énergie électrique générée de se dissiper et provoque une détérioration de la capacité de refroidissement et i5 une diminution de la performance de la génératrice. Si on retire la bande de circonférence afin d'améliorer la capacité de refroidissement, une force centrifuge qui s'applique à la bobine de champ pourrait provoquer le débobinage et la rupture de la bobine de champ. Un objet de la présente invention consiste à résoudre ce problème, en fournissant un rotor de génératrice en courant alternatif pour véhicules susceptible d'améliorer la capacité de refroidissement d'une bobine de champ et d'empêcher le débobinage de la bobine de champ en raison d'une force centrifuge, ainsi qu'un procédé pour préparer le rotor. Dans la définition la plus générale de l'invention, l'élément d'attache du bobinage, qui assure sa cohésion, est prévu pour ne pas contrarier les dissipations de chaleur et comprend soit des reliefs qui accroissent sa surface d'échange thermique, soit des discontinuités ou des ouvertures qui exposent le bobinage à l'extérieur, soit des parties fusibles (de résine) qui disparaissent à la fabrication en imprégnant le bobinage et laissent donc encore des ouvertures qui jouent le même effet. Selon un aspect de la présente invention, il est procuré un rotor de machine dynamo-électrique comprenant un arbre rotatif; un élément de noyau de champ engagé sur l'arbre rotatif; une bobine de champ bobinée sur l'élément de noyau de champ par l'intermédiaire d'un corps de bobine; et une bande de circonférence extérieure qui est enroulée sur une circonférence extérieure de la bobine de champ afin d'empêcher la bobine de champ de se débobiner; dans lequel la bande de circonférence extérieure comprend une feuille de sous-couche qui comporte au moins un évidement et une saillie. L'évidement peut être une perforation. L'évidement peut être fourni en utilisant une feuille en treillis comme feuille de sous-couche. Il est également procuré un rotor de machine dynamo-électrique comprenant un arbre rotatif; un élément de noyau de champ engagé sur 1o l'arbre rotatif; une bobine de champ bobinée sur l'élément de noyau de champ par l'intermédiaire d'un corps de bobine; et une bande de circonférence extérieure qui est enroulée sur une circonférence extérieure de la bobine de champ afin d'empêcher la bobine de champ de se débobiner; dans lequel la bande de circonférence extérieure comporte une perforation. Il est de plus procuré un rotor de machine dynamo-électrique comprenant un arbre rotatif; un élément de noyau de champ engagé sur l'arbre rotatif; une bobine de champ bobinée sur l'élément de noyau de champ par l'intermédiaire d'un corps de bobine; et une bande de circonférence extérieure qui est en résine, et qui est enroulée sur une circonférence extérieure de la bobine de champ afin d'empêcher la bobine de champ de se débobiner, dans lequel la bande de circonférence extérieure est fondue par traitement thermique. Il est en outre procuré un rotor de machine dynamo-électrique comprenant un arbre rotatif; un élément de noyau de champ engagé sur l'arbre rotatif; une bobine de champ bobinée sur l'élément de noyau de champ par l'intermédiaire d'un corps de bobine; et une bande qui est enroulée en continu sur une circonférence intérieure, les côtés et une circonférence extérieure d'un bobinage de la bobine de champ afin d'empêcher la bobine de champ de se débobiner; dans lequel la bande comprend au moins une partie d'amorce d'enroulement et une partie d'achèvement d'enroulement. La bande peut comprendre la bande de circonférence extérieure qui comporte une feuille de sous-couche avec un évidement ou une saillie, ou qui comporte une perforation formée dans celle-ci. Il est en outre procuré un rotor de machine dynamo-électrique comprenant un arbre rotatif; un élément de noyau de champ engagé sur l'arbre rotatif; une bobine de champ bobinée sur l'élément de noyau de champ par l'intermédiaire d'un corps de bobine; et un cordon destiné à fixer la bobine de champ, qui comporte une résine qui l'imprègne ou qui est appliquée sur lui. Il est en outre procuré un procédé de préparation de rotor de machine dynamo-électrique, qui comprend les phases de préparation d'une bande par imprégnation ou application d'une résine sur au moins 0o une feuille de sous-couche avec une perforation et une feuille de sous couche en treillis, et de remplissage de la perforation ou des mailles avec la résine; le bobinage de la bande sur une circonférence extérieure d'une bobine de champ qui est enroulée sur un noyau de champ par l'intermédiaire d'un corps de bobine; et la fusion de la bande par is traitement thermique. Il est en outre procuré un procédé de préparation de rotor de machine dynamo-électrique, qui comprend les phases de bobinage d'une bande de résine sur une circonférence extérieure d'une bobine de champ qui est enroulée sur un noyau de champ par l'intermédiaire d'un corps de bobine; et la fusion de la bande par traitement thermique. Suivant le procédé, la bande peut être préparée par imprégnation ou application d'une résine sur une feuille de sous couche à perforation ou une feuille de sous-couche en treillis, et remplissage de l'orifice ou des mailles avec la résine. Selon le rotor de machine dynamo-électrique ainsi fabriqué, la perforation peut être formée dans la feuille de sous-couche formant la bande de circonférence extérieure, ou dans la bande de circonférence extérieure elle-même afin d'améliorer la capacité de ventilation de la bande de circonférence extérieure. Il en résulte que la chaleur générée en provenance de la bobine de champ en raison de la génération d'énergie électrique peut être dissipée du bobinage, et il est possible d'empêcher le débobinage de la bobine provoqué par une force centrifuge. Lorsque la feuille de sous-couche formant la bande de circonférence extérieure comporte une saillie ou un évidement, la zone dans laquelle la chaleur générée par la bobine de champ en raison de la génération d'énergie électrique se dissipe peut être étendue afin d'améliorer les performances de refroidissement. Lorsque la feuille de sous-couche formant la bande de circonférence extérieure est constituée d'une feuille en treillis, la zone des parties exposées de la bobine de champ peut être augmentée non seulement pour améliorer les performances de refroidissement mais également pour empêcher le débobinage de la bobine provoqué par une force centrifuge. Lorsque la bande de résine de circonférence peut être fondue par 0o traitement thermique, la résine en fusion imprègne des parties contiguës de la bobine de champ par traitement thermique après embobinage de la bande sur la circonférence extérieure de la bobine de champ. La résine est durcie dans le but d'empêcher le débobinage de la bobine. Afin d'améliorer les capacités de refroidissement, la circonférence extérieure de la bobine est exposée dans son intégralité. Lorsque la bande est enroulée en continu sur la circonférence intérieure, les côtés et la circonférence extérieure de l'ensemble bobine de champ existent au moins à la partie d'amorce d'enroulement de bobine et à la partie de fin d'enroulement, le nombre de pièces nécessaires peut être diminué. De plus, une structure ayant une excellente ventilation peut être obtenue afin d'améliorer les performances de refroidissement de la bobine, et il est possible d'empêcher le débobinage de la bobine provoqué par une force centrifuge. Lorsque le cordon qui comporte une résine qui l'imprègne ou est 2S appliquée sur lui est utilisé pour fixer la bobine de champ, la zone de la partie exposée de la bobine de champ peut être étendue afin d'améliorer les performances de refroidissement de la bobine de champ et d'empêcher le débobinage de la bobine provoqué par une force centrifuge. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins en annexe, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe transversale montrant les pièces essentielles du rotor de génératrice de courant alternatif pour véhicules selon un mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en perspective montrant l'ensemble à bobine du rotor de génératrice de courant alternatif de ce mode de réalisation; La figure 3 est une vue en perspective montrant la bande de circonférence extérieure du rotor de génératrice de courant alternatif de ce mode de réalisation, qui comprend une feuille de souscouche avec des perforations; Les figures 4(a), 4(b) et 4(c) sont des vues schématiques montrant divers aménagements et formes des perforations qui sont formées dans la i0 sous-couche de bande de circonférence extérieure de ce rotor du mode de réalisation; La figure 5 est une vue en perspective montrant la bande de circonférence extérieure selon un troisième mode de réalisation de la présente invention (compté selon la description qui suit); La figure 6 est une vue en perspective montrant la bande de circonférence extérieure selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention; La figure 7 est une vue en perspective montrant l'ensemble à bobine selon un septième mode de réalisation de la présente invention; La figure 8 est une vue en perspective montrant l'ensemble à bobine selon un douzième mode de réalisation de la présente invention; La figure 9 est une vue en perspective montrant l'ensemble à bobine selon un treizième mode de réalisation de la présente invention; La figure 10a est une vue en perspective montrant l'ensemble à bobine du rotor de génératrice de courant alternatif d'un second mode de réalisation; La figure 10b est une vue en perspective montrant la bande de circonférence extérieure du rotor, qui comporte des perforations formées dans celle-ci selon le second mode de réalisation de la présente invention; La figure 11a est une vue en perspective montrant l'ensemble à bobine du rotor de génératrice de courant alternatif d'un cinquième mode de réalisation; La figure 11b est une vue en perspective montrant la bande de circonférence extérieure du rotor, qui comprend une feuille de sous- couche faite d'une feuille en treillis selon le cinquième mode de réalisation de la présente invention; La figure 12a est une vue en perspective montrant l'ensemble à bobine du rotor de génératrice de courant alternatif d'un sixième mode de réalisation; La figure 12b est une vue en perspective montrant la bande de circonférence extérieure du sixième mode de réalisation, qui se compose d'un élément en résine; La figure 13 est une vue en coupe montrant un rotor de génératrice io de courant alternatif conu pour véhicules; et La figure 14 est une vue en perspective montrant l'ensemble bobine d'un rotor de génératrice de courant alternatif connu pour véhicules. La présente invention sera maintenant décrite en détail en faisant référence aux modes de réalisation préférés illustrés sur les dessins is d'accompagnement. -Mode de réalisation 1: La figure 1 est une vue en coupe transversale montrant les pièces essentielles du rotor de génératrice de courant alternatif pour véhicule selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 1, les éléments désignés par les chiffres de référence 2a, 2b, 3, 31, 31a, 32, 33 et 34 sont identiques à ceux des rotors connus, et la description de ces éléments est omise. Le chiffre de référence 36 désigne la bande de circonférence extérieure selon la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective montrant l'ensemble à bobine montré sur la figure 1. Sur la figure 3, il est montré la bande de circonférence extérieure 36, qui comprend une feuille de sous-couche 361, une résine 362 imprègnent dans la sous-couche, et une résine 363 appliquée sur l'une des surfaces de la sous-couche après l'imprégnation. La sous-couche 361 se compose par exemple de textile non tissé, et les résines 362 et 363 sont par exemple des résines époxy, dont au moins l'une des deux a une propriété adhésive. Le chiffre de référence 361a désigne des perforations qui sont formées dans cette feuille de sous-couche 361, et qui sont remplies de résine 362 après imprégnation. Sur les figures 4(a), 4(b) et 4(c), sont montrés des exemples de forme et de disposition des perforations 361a. Dans l'exemple montré sur la figure 4(a), une pluralité de perforations circulaires est formée dans un triple alignement dans le sens longitudinal de la feuille de sous-couche. Dans l'exemple de la figure 4(b), une pluralité de perforations circulaires est formée de telle manière qu'une rangée de trois perforations alterne répétitivement avec une rangée de deux perforations. Dans l'exemple montré sur la figure 4(c), une pluralité de perforations de forme elliptique est formée de manière qu'elles soient successivement décalées l'une par rapport à l'autre dans le sens longitudinal de la feuille de sous-couche. Dans un procédé de traitement thermique destiné à la préparation du rotor selon le mode de réalisation, les résines 362 et 363 de la bande de circonférence extérieure qui a été enroulée sur la bobine de champ 31 sont fondues pour se déposer entre les parties contiguës de la bobine de champ, et sont ensuite durcies de nouveau pour constituer la bobine de champ 31 en un ensemble essentiellement solidaire. Il en résulte que la plupart des perforations sont exposées, offrant ainsi un effet semblable à une augmentation de l'inégalité de la surface de la bobine de champ 31, et une diminution de la résistance de la conductivité de chaleur à l'air de refroidissement afin d'améliorer les performances de refroidissement. - Mode de réalisation 2: Bien que dans le premier mode de réalisation les perforations soient formées dans la sous-couche 361 qui fait partie de la bande de circonférence extérieure 36, les perforations peuvent être formées dans la bande de circonférence extérieure 36 elle-même (voir les figures 10a et 1Ob), pour offrir des avantages similaires. - Mode de réalisation 3: Comme montré sur la figure 5, la sous- couche 361 de la bande de circonférence extérieure 36 peut comporter une pluralité de saillies 361 b formée sur elle. Selon ce mode de réalisation, la zone par laquelle la bobine de champ peut dissiper la chaleur est agrandie, pour offrir des avantages similaires. - Mode de réalisation 4: Comme montré sur la figure 6, la sous-couche 361 qui forme une partie de la bande de circonférence extérieure 36 peut comporter une s pluralité de creux 361c formée dans elle, pour offrir des avantages similaires à ceux du troisième mode de réalisation. - Mode de réalisation 5: ]0 La sous-couche de la bande de circonférence extérieure 36 peut être composée d'une feuille en treillis (voir les figures 11a et 11b) afin d'augmenter la zone des parties exposées de la bobine tout en conservant la résistance nécessaire à la bande. s5 - Mode de réalisation 6: Bien que, dans le premier mode de réalisation, la bande de circonférence extérieure 36 soit constituée de la sous-couche 361 et des résines, la bande peut se composer uniquement des résines 362, 363 (figures 12a, 12b), pour offrir des avantages similaires. Le chiffre de référence 364 désigne le papier de protection. - Mode de réalisation 7: Sur la figure 7, il est montré l'ensemble à bobine selon un septième mode de réalisation de la présente invention. Le chiffre de référence 37 désigne des bandes qui sont enroulées sur la bobine de champ bobinée depuis sa circonférence intérieure sur sa circonférence extérieure en passant sur ses côtés, sont fournies au moins à une partie d'amorce d'enroulement 31a et à une partie de fin d'enroulement 31b, et sont faite d'un matériau identique à celui d'une bande connue. Selon ce mode de réalisation, la bande latérale 33 peut être supprimée afin d'obtenir une diminution du nombre de pièces nécessaires. De plus, I'ensemble à bobine peut avoir une capacité élevée de dissipation de la chaleur. - Mode de réalisation 8: La bande du septième mode de réalisation peut avoir une partie de circonférence extérieure composée d'une feuille de sous-couche comportant une pluralité de perforations comme énoncé avec le premier mode de réalisation. Dans ce cas, il est possible d'obtenir des avantages similaires. - Mode de réalisation 9: La bande du septième mode de réalisation peut avoir une partie de io circonférence extérieure comportant une pluralité de perforations de manière identique à la bande du second mode de réalisation. - Mode de réalisation 10: La bande du septième mode de réalisation peut comprendre une sous-couche qui comporte une pluralité de saillies formées sur elle de manière identique à la bande du troisième mode de réalisation. Dans ce cas, des avantages identiques peuvent être obtenus. - Mode de réalisation 11: La bande du septième mode de réalisation peut comprendre une sous-couche qui comporte une pluralité de creux formés dans elle de manière identique à la bande du quatrième mode de réalisation. Dans ce cas, des avantages identiques peuvent être obtenus. - Mode de réalisation 12: Sur la figure 8, il est montré un ensemble à bobine selon un douzième mode de réalisation de la présente invention. Le chiffre de référence 38 désigne un élément de cordon qui est par exemple un cordon de type à contraction sous l'effet de la chaleur qui comporte une résine qui l'imprègne ou est appliquée sur lui. L'élément de cordon fixe la bobine de champ par exemple dans une grille. Selon ce mode de réalisation, un traitement thermique destiné à la préparation du rotor provoque non seulement la fusion et le durcissement de la résine mais également la contraction du cordon lui- même afin de fixer encore plus solidement la bobine de champ. - Mode de réalisation 13: Comme montré sur la figure 9, l'élément de cordon 39 est disposé pour s'enrouler de la bobine de champ et du corps de bobine 32 en plusieurs emplacements de manière à obtenir des avantages similaires avec une structure simple. Lorsque le corps de bobine comporte des surfaces latérales à guides d'élément de cordon 32a, la rotation de la bobine ne peut être contrariée. REVENDICATIONS 1. Rotor de machine dynamo-électrique comprenant: un arbre rotatif (1); un élément de noyau de champ (2a, 2b) engagé sur l'arbre rotatif (1); une bobine de champ (31) bobinée sur l'élément de noyau de champ (2a, 2b) par l'intermédiaire d'un corps de bobine (32); caractérisé en ce qu'il comprend un élément d'attache de la bobine de io champ afin de l'empêcher de se débobiner, comprenant soit des reliefs, soit des discontinuités, soit des parties fusibles. 2. Rotor de machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'attache est une bande de circonférence extérieure (35) qui est enroulée sur une circonférence extérieure de la iS bobine de champ (31) et la bande de circonférence extérieure (35) comprend une feuille de sous-couche (361) qui comporte au moins soit un creux (361a, 361c), soit une saillie (361 b). 3. Rotor de machine dynamo-électrique selon la revendication 1, dans lequel le creux (361 a) est une perforation. 4. Rotor de machine dynamo-électrique selon la revendication 2, dans lequel le creux est fourni en utilisant une feuille en treillis (361) comme feuille de sous-couche. 5. Rotor de machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'attache est une bande de circonférence extérieure (35) qui est enroulée sur une circonférence extérieure de la bobine de champ (31) et comporte une perforation. 6. Rotor de machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'attache est une bande de circonférence extérieure (35) qui est en résine, et qui est enroulée sur une circonférence extérieure de la bobine de champ (31) et est destinée à être fondue par traitement. 7. Rotor de machine dynamo-électrique selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 5, caractérisé en ce que l'élément d'attache est une bande (34) qui est enroulée en continu sur une circonférence intérieure, les côtés et une circonférence extérieure d'un bobinage de la bobine de champ (31) dans lequel la bande comprend au moins une partie d'amorce d'enroulement (31a) et une partie d'achèvement d'enroulement (31 b) de la bobine (31). Io 8. Rotor de machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'attache est un cordon (38) destiné à fixer la bobine de champ (31), qui comporte une résine (362, 363) qui l'imprègne ou est appliquée sur celui-ci. is 9 Procédé de préparation de rotor de machine dynamo-électrique, qui comprend les phases de: préparation d'une bande (36) par imprégnation ou application d'une résine (362, 363) sur soit une feuille de sous-couche (361) avec une perforation (361a); soit une feuille de sous-couche en treillis, et de remplissage de la perforation ou des mailles avec la résine; bobinage de la bande (36) sur une circonférence extérieure (35) d'une bobine de champ (31) qui est enroulée sur un noyau de champ (2a, 2b) par l'intermédiaire d'un corps de bobine (32); et fusion de la bande par traitement thermique. 10. Procédé de préparation de rotor de machine dynamo-électrique, qui comprend les phases de: bobinage d'une bande de résine (363) sur une circonférence extérieure (35) d'une bobine de champ (31) qui est enroulée sur un noyau de champ (2a, 2b) par l'intermédiaire d'un corps de bobine (32); et fusion de la bande par traitement thermique. SR 10500 JP/JCI