Brevet FR2725850A1 — publié le 19960419

La présente invention concerne le domaine des alternateurs et, plus particulièrement, un dispositif pour mesurer l'état de compression d'un empilage de tôles de carcasse métallique de stator d'alternateur. Un alternateur pour centrale de production d'énergie électrique comporte un rotor entraîné en rotation à l'intérieur d'un stator fixe. Ce dernier comporte une carcasse métallique destinée à confiner les flux magnétiques et supporter des barres conductrices dans lesquelles sont induits des courants sous l'effet des variations de flux magnétique. La carcasse est fabriquée avec des empilages de tôles de façon à limiter les pertes d'énergie par courants de Foucault. Les tôles sont agencées par groupes d'une dizaine, entre lesquels sont disposées des entretoises pour former des évents d'aération de la carcasse. Les tôles de chaque groupe sont maintenues comprimées les unes contre les autres par des vis de serrage. Lors de la fabrication de l'alternateur, on mesure la contrainte axiale exercée sur chaque vis de serrage. Cette mesure ne peut toutefois donner qu'une valeur moyenne de l'état de compression de l'ensemble des groupes de tôles mis en compression par la vis de serrage. Pour détecter, lors de l'entretien de l'alternateur, I'apparition d'un jeu pouvant conduire, sous l'action de vibrations, à une dégradation de l'alternateur, on procède habituellement de façon empirique en essayant de faire bouger les tôles à l'aide d'un outil pointu, par exemple une lame de tournevis engagée entre les tôles. I1 est bien évident que cette méthode ne peut que confirmer un desserrage déjà survenu mais reste inefficace pour quantifier l'état de serrage des tôles.L'art antérieur ne permet donc pas d'exercer une action préventive, en détectant un état de compression insuffisant pouvant conduire à l'apparition à court terme d'un jeu préjudiciable. La présente invention a pour objet un dispositif pour mesurer l'état de compression d'un empilage de tôles d'une carcasse de stator, de façon à faciliter la fabrication et l'entretien des stators d'alternateurs, et à exercer une action préventive vis-à-vis des risques d'endommagement dûs à la naissance d'un jeu dans lesdites tôles. Le dispositif selon l'invention met à profit le fait que les tôles sont agencées par groupes séparés par des évents d'aération, et se caractérise par le fait qu'il comporte: . deux pattes de transmission de force à introduire respectivement dans deux évents situés de part et d'autre d'un groupe de tôles dont on désire mesurer l'état de compression, lesdites pattes étant reliées à des moyens d'actionnement permettant de les rapprocher depuis une position d'introduction dans les évents, des moyens de mesure de l'écart entre les pattes de transmission de force, des moyens de mesure de la force exercée par les pattes de transmission de force sur ledit groupe de tôles. Dans une réalisation de l'invention, I'une des pattes de transmission de force est portée par un coulisseau monté à déplacement sur un guide, et l'autre patte de transmission de force est montée avec une possibilité de réglage en position sur le guide. Le coulisseau est mû par un vérin hydraulique présentant un corps de vérin et un piston à actionner manuellement, et la force exercée par les pattes de transmission de force sur le groupe de tôles est mesurée par un capteur agencé pour délivrer une information représentative de la pression de fluide hydraulique dans le vérin.Avantageusement, le guide précité est formé par le corps du vérin, le coulisseau est disposé coaxialement avec le corps de vérin, et le coulisseau et le corps de vérin présentent des épaulements annulaires respectifs définissant les faces transversales d'une chambre contenant du fluide hydraulique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, et à l'examen du dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 montre ce même dispositif en place pour effectuer une mesure de l'état de compression d'un empilage de tôles, - la figure 3 représente isolément plusieurs groupes de tôles séparés par des évents d'aération, et - la figure 4 est une vue en coupe axiale, partielle et schématique, d'un dispositif selon l'invention. On a représenté sur les figures 1 et 2 un dispositif de mesure 1 conforme à l'invention, utilisé pour mesurer l'état de compression d'un groupe de toles d'une carcasse de stator. On a représenté sur la figure 3 trois groupes 2 de tôles, constitués chacun par un empilage d'une pluralité de tôles 3. Des entretoises 4 sont disposées entre les groupes 2 pour former des évents 5 d'aération du stator, et établir une circulation d'air au sein de la carcasse. Chaque groupe 2 de tôles 3 est, pour un fonctionnement normal de l'alternateur, comprimé selon la direction des flèches C, normale au plan des tôles 3, par des vis de serrage non représentées, de façon connue en soi. Le dispositif de mesure 1 comporte deux pattes de transmission de force 6 et 7 à introduire dans deux évents 5 situés de part et d'autre d'un groupe de tôles 2, pour exercer sur cet empilage de tôles 3 une force de compression. La patte de transmission de force 6 est fixée sur un coulisseau 8 monté à déplacement sur un corps de vérin 9. Ce dernier est allongé selon un axe longitudinal X, présente une paroi généralement cylindrique de révolution 30 autour de l'axe X sur la majeure partie de sa longueur, et une partie d'extrémité 27. La partie d'extrémité 27 s'étend depuis une tranche d'extrémité axiale 9a du corps de vérin 9 sur environ un sixième de la longueur totale du corps de vérin 9 et elle est délimitée radialement par une paroi 40 cylindrique de révolution autour de l'axe X, de diamètre supérieur au diamètre de la paroi 30. Un épaulement 23 réunit les parois 30 et 40. Le vérin 9 est alésé depuis sa tranche d'extrémité axiale 9b opposée à l'extrémité 9a, selon l'axe longitudinal X, pour former une première chambre 20, cylindrique de révolution autour de l'axe longitudinal X. La chambre 20 se prolonge axialement, en éloignement de l'extrémité 9b, par un canal longitudinal 21 débouchant sur la tranche d'extrémité 9a du corps de vérin 9, pour le raccordement à un manomètre 13. Une deuxième chambre 22, formée entre le coulisseau 8 et l'extérieur du corps de vérin 9, communique par des canaux radiaux 36 avec le canal longitudinal 21. La deuxième chambre 22 est délimitée axialement, du côté opposé à la première chambre 20, par l'épaulement 23 du vérin 9, et de l'autre côté par un épaulement 24 du coulisseau 8. L'épaulement 24 réunit une paroi 28 du coulisseau 8, cylindrique de révolution autour de l'axe X, de diamètre intérieur adapté au coulissement sur la partie d'extrémité 27 du vérin 9 et une paroi 29 cylindrique de révolution autour de l'axe X, adaptée au coulissement sur la paroi 30 du vérin 9. Un joint torique 25, monté dans une gorge annulaire ménagée sur la paroi 40 de la partie d'extrémité 27, et un joint torique 26, monté dans une gorge annulaire ménagée sur la paroi 29, assurent un coulissement étanche du coulisseau 8 sur le corps de vérin 9. La paroi 30 du corps de vérin 9 est évidée sur un segment de sa longueur pour former un logement 10, oblong, de réception d'une crémaillère 11.Cette dernière est maintenue axialement en place dans le logement 10 par une bague filetée 16 venant en prise avec la crémaillère 11 et avec un filetage 3 1 s'étendant axialement depuis le logement 10 jusqu'à l'extrémité 9b du corps de vérin 9. Un bloc support 14 sur lequel est fixée la patte de transmission de force 7 est monté avec une possibilité de réglage en position axiale sur le corps de vérin 9. Le bloc support 14 est traversé par une ouverture de section généralement circulaire, munie d'un rainurage pour le passage des dents de la crémaillère 11. L'immobilisation du bloc support 14 sur le corps de vérin 9 s'effectue au moyen d'une vis 15 engagée dans un taraudage du bloc support 14 débouchant en regard de la crémaillère 11, la longueur de la vis 15 étant choisie pour lui permettre de venir en prise dans l'intervalle séparant deux dents de la crémaillère 11. Un piston 32 est monté à coulissement étanche à l'intérieur de la première chambre 20. L'étanchéité entre ce piston 32 et la surface interne de la chambre 20 est assurée par un joint torique 33 disposé dans une gorge annulaire ménagée sur le piston 32. Ce dernier est entraîné axialement en déplacement par un bouton moleté 12, venant en prise par une paroi latérale 34 sur le filetage 31 du corps 30 de vérin 9 et appuyant par son fond 35 sur le piston 32. Lors du vissage du bouton 12 sur le filetage 31, le piston 32 se déplace axialement en direction du coulisseau 8 et comprime le fluide hydraulique contenu dans le corps de vérin 9. Sous l'action de la pression du fluide hydraulique régnant dans la deuxième chambre 22, le coulisseau 8 se déplace axialement en direction du bloc support 14 et les pattes de transmission de force 6 et 7 se rapprochent pour comprimer le groupe de tôles 3 qu'elles enserrent. Une réglette 17 s'étendant parallèlement à l'axe X est fixée à une extrémité sur le bloc support 14 et elle est engagée à l'autre extrémité dans un système de mesure 18 comportant un afficheur numérique 19, agencé pour indiquer à l'utilisateur, en fonction du déplacement de la réglette 17, la distance séparant les pattes 6 et 7. L'utilisation du dispositif 1 qui vient d'être décrit est la suivante. Les pattes de transmission de force 6 et 7 sont introduites dans deux évents 5 bordant un groupe 2 de tôles 3 puis le bouton moleté 12 est tourné par l'utilisateur pour rapprocher les pattes 6 et 7 et exercer une force de compression sur le groupe de tôles 3. La force appliquée par les pattes 6 et 7 sur le groupe de tôles 3 est proportionnelle à la pression lue sur le manomètre 13. Si la force appliquée par les pattes 6 et 7 augmente sans s'accompagner d'un déplacement important de ces dernières, c'est que les tôles 3 sont fortement comprimées. Si par contre l'effort appliqué augmente en induisant un déplacement proportionnel, c'est que les tôles ne sont pas encore fortement comprimées. On peut ainsi établir une cartographie de l'état de serrage des tôles en fonction du déplacement des tôles jusqu'à ce qu'une valeur de seuil de la force de compression exercée par le dispositif sur les tôles soit atteinte. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. On peut notamment remplacer le vérin hydraulique 9 par un vérin électromécanique, la réglette 17 et le système de mesure 18 par un télémètre à ultrasons, le manomètre 13 par une jauge de contrainte de type piézoélectrique. On peut également munir le dispositif 1 d'un calculateur recevant comme données d'entrée d'une part la force exercée par les pattes de transmission de force 6, 7 et d'autre part l'écartement de ces dernières, ce calculateur étant agencé pour délivrer directement en sortie une information sur l'état de serrage des tôles, afin d'avertir l'utilisateur en cas de présence d'un jeu dans les tôles. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour mesurer l'état de compression d'un empilage de tôles (3) d'une carcasse de stator, les tôles (3) étant agencées par groupes (2) séparés par des évents d'aération (5), caractérisé par le fait qu'il comporte deux pattes de transmission de force (6, 7) à introduire respectivement dans deux évents (5) situés de part et d'autre d'un groupe (2) de tôles (3) dont on désire mesurer l'état de compression, lesdites pattes (6, 7) étant reliées à des moyens d'actionnement (9) permettant de les rapprocher depuis une position d'introduction dans les évents, des moyens de mesure (17, 18) de l'écart entre les pattes de transmission de force (6, 7), des moyens (13) pour indiquer la force exercée par les pattes de transmission de force sur ledit groupe de tôles. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des pattes de transmission de force (6) est portée par un coulisseau (8) monté à déplacement sur un guide (30), et l'autre patte de transmission de force (7) est montée avec une possibilité de réglage en position sur le guide, en ce que le coulisseau est mû par un vérin hydraulique (9) comprenant un corps de vérin et un piston à actionner manuellement, et en ce que la force exercée par les pattes de transmission de force sur le groupe de tôles est mesurée par un capteur (13) agencé pour délivrer une information représentative de la pression de fluide hydraulique dans le vérin. 3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit guide (30) est constitué par le corps du vérin hydraulique (9). 4/ Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le coulisseau (8) est disposé coaxialement avec le corps de vérin (9), et en ce que le coulisseau et le corps de vérin présentent des épaulements annulaires respectifs (23, 24) définissant les faces transversales d'une chambre (22) contenant du fluide hydraulique.