Brevet FR2730361A1 — publié le 19960809

La présente invention concerne un stator de machine électrique tournante. L'invention concerne plus particulièrement un stator d'un alternateur équipant un véhicule automobile. L'invention concerne un stator de machine électrique tournante du type comportant une série d'encoches axiales débouchantes ouvertes dans la paroi cylindrique interne du corps et dont chacune reçoit une série de fils conducteurs appartenant à au moins une bobine d'un enroulement statorique à plusieurs bobines associées à plusieurs phases, du type dans lequel les n bobines associées aux n phases électriques sont chacune du type ondulé comportant des brins axiaux reliés entre eux par des brins transversaux en forme de boucles constituant des têtes de bobine, du type dans lequel les n bobines sont agencées dans les encoches en couches concentriques, et du type dans lequel chaque bobine comporte au moins un brin d'entrée et au moins un brin de sortie qui se prolongent axialement vers l'extérieur du corps du stator au-delà d'une même face annulaire d'extrémité axiale. Pour effectuer le bobinage à grande cadence des stators de machine électrique tournante, et notamment des alternateurs d'automobile, on procède à une mise en place mécanique des fils dans les encoches du corps du stator. Cette mise en place peut s'effectuer par insertion séparée et successive des bobines associées à chacune des phases. Il est également possible d'effectuer une insertion simultanée de toutes les bobines. Chaque bobine ou phase est positionnée radialement à l'intérieur de la précédente, soit au fur et à mesure de l'insertion, lorsque les phases sont mises en place successivement, soit préalablement à l'insertion, lorsque celle-ci est simultanée pour toutes les phases, et on obtient un empilement concentrique des phases, radiale ment vers l'intérieur, dans les encoches selon un arrangement en n couches concentriques. Les brins d'entrée associés à la bobine située radialement la plus vers l'intérieur s'étendent le long du bord ouvert de l'encoche. Cet agencement a pour inconvénient de présenter un risque d'interférence mécanique entre ces brins de sortie et le rotor de la machine électrique tournante monté à rotation dans le stator. Un tel défaut est responsable de nombreux retours de fabrication, le frottement intempestif des brins d'entrée contre le rotor étant inadmissible car il aboutit très rapidement à un endommagement du rotor et/ou des brins d'entrée. La présente invention a pour but de proposer une conception améliorée d'un stator de machine électrique tournante qui remédie à cet inconvénient. Dans ce but, l'invention propose un stator de machine électrique tournante, caractérisé en ce que chaque brin d'entrée est agencé radialement vers l'extérieur par rapport à au moins un brin transversal d'une tête de bobine, associée ou adjacente. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque brin d'entrée de la bobine constituant la couche radiale interne, est agencé radialement vers l'extérieur par rapport à au moins un brin transversal d'une tête de cette même bobine. L'invention propose également un alternateur de véhicule automobile caractérisé en ce que son stator est réalisé conformément aux enseignements de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue schématique en perspective illustrant la forme générale d'une bobine d'un enroulement statorique - la figure 2 est une vue schématique en élévation et en développée des têtes de trois bobines concentriques destinées à constituer l'enroulement statorique à trois couches concentriques d'un alternateur triphasé - la figure 3 est une demi-vue d'extrémité axiale d'un enroulement statorique d'un alternateur triphasé conforme à l'état de la technique - la figure 4 est une vue à plus grande échelle du détail indiqué par la flèche F4 de la figure 3 - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 4 qui illustre un stator d'alternateur triphasé réalisé conformément aux enseignements de l'invention - la figure 6 est une vue en perspective d'un détail de réalisation d'un outillage pour la préparation d'une bobine destinée à être insérée dans les encoches d'un stator conformément aux enseignements de l'invention - la figure 7 est une vue de détail en section selon la ligne 7-7 de la figure 6 ; et - les figures 8, 9 et 10, 11 sont des vues similaires à celles des figures 6 et 7 qui illustrent différentes étapes d'utilisation de l'outillage. On a représenté sur la figure 1 une bobine B du type ondulé qui présente une forme générale de tambour cylindrique et qui est constituée par des brins axiaux A qui sont destinés à être reçus dans des encoches d'un stator, comme cela sera expliqué par la suite, et des brins transversaux T en forme de boucles qui sont situés axialement à l'extérieur du corps du stator au-delà des faces annulaires d'extrémité de ce dernier. La bobine B comporte au moins un brin d'entrée E et un brin de sortie S destiné à permettre le raccordement électrique de la bobine. Une bobine B peut bien entendu comporter une succession de parcours identiques et/ou comporter éventuellement plusieurs brins enroulés en parallèle. La vue développée de la figure 2 illustre de manière schématique trois bobines B1, B2 et B3 dont chacune est associée à l'une des phases d'un enroulement statorique d'un alternateur triphasé qui sont agencées en couches successives décalées les unes par rapport aux autres et qui sont destinées à être reçues dans des encoches du corps du stator comme cela sera décrit maintenant en référence aux figures 3 et 4. Sur la figure 3, on a représenté le corps 12 d'un stator 10 d'alternateur qui est constitué par un empilage axial de tôles découpées. Dans ce mode de réalisation, et pour l'insertion de trois bobines du type de celle illustrée sur la figure 1, le corps 12 du stator 10 comporte une série de 36 encoches axiales 14 réparties angulairement de manière régulière autour de l'axe du stator 10. Chaque encoche axiale 14 débouche axialement aux deux extrémités du corps du stator et elle est ouverte radialement vers l'intérieur dans la surface cylindrique concave interne 16 du corps 12. La face annulaire d'extrémité axiale 13 du stator 10 qui est illustrée sur la figure 3 est celle au-delà de laquelle font saillie les brins d'entrée El, E2, E3 et les brins de sortie S1, S2, S3 des différentes bobines B1, B2, et B3. Dans ce mode de réalisation illustré sur la figure 3, chaque brin de sortie El, E2, E3 est constitué par deux fils en parallèle, de même que pour les brins d'entrée S1, S2 et S3. Comme on peut le voir à la figure 4, les brins d'entrée El associés à la bobine B1 sont situés radialement vers l'intérieur au bord de l'ouverture en forme de fente axiale 18 de l'encoche correspondante 14. Les brins El ne sont maintenus radialement que lors de leur parcours axial Al dans l'encoche 14, par une cale d'encoche 20. Au-delà de la face axiale d'extrémité 13, les fils des brins d'entrée El sont susceptibles d'interférer avec le rotor (non représenté) c'est-à-dire qu'ils sont susceptibles de faire saillie radialement vers l'intérieur au-delà de la surface cylindrique concave interne 16 du corps 12. En effet, les brins El doivent être rabattus radialement vers l'extérieur et passer au-dessus des brins transversaux d'extrémité en forme de boucle T1 appartenant à la bobine associée B1 qui sont situés radialement vers l'extérieur par rapport aux brins transversaux T1. Afin de remédier à cet inconvénient, l'invention propose l'arrangement illustré sur la figure 5 sur laquelle on voit que les brins axiaux Al débouchent entre la tête de bobine constituée par les brins transversaux T1 de la bobine B1 et entre la tête de bobine constituée par les brins transversaux T3 de la bobine B3. Ainsi, dans leur partie en saillie au-delà de la face annulaire d'extrémité 13, les brins de sortie El ne risquent plus d'interférer avec le rotor agencé à l'intérieur de la surface cylindrique concave 16 car ils sont maintenus radialement vers l'extérieur par la partie en vis-à-vis de la tête de bobine T1. Pour la réalisation d'un tel décalage radial vers l'intérieur des brins d'entrée El, il peut être fait appel à l'outillage schématisé aux figures 6 et 7 qui est destiné à préparer la bobine à plusieurs tours d'enroulement B1 sur un outil d'insertion, avant l'insertion axiale de la bobine dans les encoches. A cet effet, un outil 24 comporte des contre-lames d'insertion dont l'une 26 est illustrée sur la figure 6 dans laquelle on prévoit, selon l'invention, une rainure en forme de gorge circulaire 28 dont les dimensions correspondent sensiblement à celles du fil utilisé pour réaliser le bobinage. En regard de la gorge 28, un poussoir 30 est aménagé et est sollicité élastiquement par un ressort 32 de manière à venir en contact contre la contre-lame 26 au droit de la gorge 28. Les différentes spires constitutives de la bobine B1 sont initialement agencées verticalement au-dessus de la contre-lame 26 et elles sont poussées axialement vers le bas selon la flèche F6 de la figure 6. Le fil situé verticalement le plus bas en considérant la figure 6, est celui associé au brin d'entrée El. Comme on peut le constater aux figures 8 et 9, ce premier fil, lorsqu'il est poussé axialement dans la direction de la flèche F6 est le premier qui rencontre le poussoir 30 et qui vient s'insérer entre celui-ci et la paroi cylindrique interne de la contre-lame 26. Ce mouvement se poursuit jusqu'à ce que le premier fil associé au brin El pénètre dans la gorge 28 sous l'action du poussoir 30. Dès que le premier fil El a "rempli" la gorge 28, le mouvement de mise en place des différentes spires de la bobine B1 sur les contre-lames se poursuit de manière classique, les autres brins passant verticalement vers le bas au-delà du brin El qui, à la fin des opérations d'insertion dans les encoches se trouvera ainsi décalé radialement vers l'extérieur, conformément aux enseignements de l'invention. REVENDICATIONS 1. Stator (10) de machine électrique tournante du type comportant un corps (12) de forme annulaire cylindrique comportant une série d'encoches (14) axiales débouchantes ouvertes dans la paroi cylindrique interne (16) du corps (12) et dont chacune (14) reçoit une série de fils conducteurs appartenant à au moins une bobine (B1, B2, B3) d'un enroulement statorique à plusieurs bobines associées à plusieurs phases, du type dans lequel les n bobines (B1, B2, B3) associés aux n phases électriques sont chacune du type ondulé comportant des brins axiaux (A) reliés entre eux par des brins transversaux (T) en forme de boucles constituant des tête de bobine, du type dans lequel les n bobines (B1, B2, B3) sont agencées dans les encoches (14) en couches concentriques, et du type dans lequel chaque bobine (B1, B2, B3) comporte au moins un brin d'entrée (El, E2, E3) et au moins un brin de sortie (S1, S2, S3) qui se prolongent axialement vers l'extérieur du corps au-delà d'une même face annulaire d'extrémité axiale (13) du corps (12) du stator (10), caractérisé en ce que chaque brin d'entrée (El, E2, E3) est agencé radialement vers l'extérieur par rapport à au moins un brin transversal d'une tête de bobine, associée ou adjacente. 2. Stator de machine électrique tournante selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque brin d'entrée (El) de la bobine (B1) constituant la couche radiale interne de l'enroulement statorique, est agencé radialement vers l'extérieur par rapport à au moins un brin transversal (T1) d'une tête de cette même bobine (bol) 3. Alternateur de véhicule automobile caractérisé en ce que son stator est réalisé conformément à l'une des revendications 1 ou 2.