Brevet FR2732828A1 — publié le 19961011

La présente invention concerne un dispositif de réduction de bruit d'un moteur électrique à induit bobiné. Dans un moteur électrique à induit bobiné, le rotor induit comprend habituellement des encoches dans lesquelles sont rangées des spires de fils électriques constituant son bobinage. Pour isoler les fils électriques de l'armature métallique de l'induit, des isolants électriques d'encoches et des joues d'induit électriquement isolantes sont utilisés pour recouvrir les surfaces latérales des encoches et celles des extrémités de cette armature métallique. Ces isolants d'encoches, souvent largement dimensionnés par rapport à ces encoches pour obtenir en coopération avec les joues d'induit une bonne isolation électrique des fils de bobinage de l'induit même au niveau des extrémités de l'armature d'induit, font axialement saillie vers l'extérieur.Les fils de bobinage forment aux extrémités de l'armature de l'induit des chignons qui se chevauchent les uns sur les autres suivant un ordre connu de fabrication. Les creux ou cavités créés par des chignons en chevauchement, les saillies formées par les joues d'induit, les extrémités saillantes des isolants d'encoches, les têtes des dents d'induit et les fentes laissées par des entrées d'encoches non remplies de fils constituent des irrégularités de surface qui engendrent un bruit gênant lorsque l'induit bobiné tourne à une vitesse plus ou moins élevée. Un brevet européen EP 307 663 traite ce problème en recouvrant les encoches par une feuille en matière plastique. Pour diminuer encore le bruit, un lissage doit être réalisé sur les chignons du rotor. Ce lissage est réalisé par exemple par une opération de formation d'un cône sur les chignons à l'aide d'un gel durcissant appelé généralement "gel coat". Les moteurs destinés notamment à des appareils électroménagers doivent être fabriqués avec des coûts les plus bas possibles. La solution précitée demande deux opérations, une opération de recouvrement des encoches par la feuille en plastique et une opération de recouvrement des chignons par du gel. Le but de l'invention est de permettre une mise en oeuvre de la solution aux problèmes de bruit précités ne nécessitant qu'une seule opération afin de réduire au maximum les coûts de fabrication d'un moteur. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de réduction de bruit d'un moteur électrique à induit bobiné caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens d'élimination d'irrégularités de surface de l'induit accomplissant simultanément une fonction de cales d'encoches, et de deuxièmes moyens d'élimination des irrégularités de surface de l'induit constitués d'un tube thermorétractable recouvrant l'induit équipé des premiers moyens. L'invention a pour principaux avantages qu'elle permet une grande diminution du bruit des moteurs en supprimant toutes les irrégularités de surface susceptibles de créer du bruit et qu'elle s'adapte à tous types de moteurs à induit bobiné. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent: - la figure 1, une vue schématique en coupe longitudinale partielle d'un induit bobiné connu d'un moteur électrique; - la figure 2, une vue partielle schématique en coupe transversale de l'induit précité, montrant une encoche remplie de fils de bobinage maintenus par une cale d'encoche; - la figure 3, une vue en perspective en partie en coupe, en partie en vue éclatée d'un moteur électrique à induit bobiné, réalisé avec une première partie du dispositif selon l'invention, - la figure 4, une vue schématique de l'induit bobiné précédent; - la figure 5, une vue en perspective d'un induit bobiné d'un moteur muni d'un dispositif selon l'invention. Un moteur à induit ou rotor connu comprend un induit ou rotor bobiné 2 dans lequel les encoches 3 de l'armature d'induit ou du rotor 4 qui reçoivent des fils électriques de bobinage 5 sont préalablement recouvertes individuellement d'un isolant d'encoche 6 pour réaliser une bonne isolation électrique des fils électriques 5 vis à vis de cette armature 4. Dans la figure 1, seules les parties terminales de ces isolants d'encoches 6 qui sont saillantes aux deux extrémités de l'armature d'induit 4 sont visibles. Ces parties terminales saillantes de ces isolants d'encoches 6 coopèrent avec les joues d'induit 7 pour isoler de l'armature d'induit 4 les fils de bobinage 5, au niveau des extrémités de cette armature.Comme le montre la figure 2, les fils de bobinage 5 rangés dans une encoche 3 sont solidement maintenus en place par une cale d'encoche 8 qui ferme l'entrée de cette encoche 3 en s'appuyant contre les surfaces inférieures saillantes des têtes des deux dents adjacentes d'induit 9. Dans l'induit bobiné 2 du moteur connu 1, les entrées 10 des encoches 3 ne sont pas remplies ni par les fils électriques de bobinage 5 ni par les cales d'encoches 8.Lors d'un fonctionnement du moteur connu 1 à des vitesses plus ou moins élevées, les fentes formées par les entrées 10 des encoches 3, les saillies constituées par les têtes des dents d'induit 9, les cavités 5a formées par des chignons en chevauchement, les extrémités saillantes des isolants d'encoches 6 et les joues saillantes d'induit 7 qui constituent des irrégularités de surface, engendrent un bruit gênant ou désagréable. Un dispositif selon l'invention, schématiquement et partiellement illustré dans les figures 3 et 4 s'applique à un moteur 11 comprenant un inducteur ou stator 12 et un induit ou rotor bobiné 13 dont le circuit magnétique et le circuit électrique sont construits suivant une technique connue. Dans l'induit 13, les parties terminales 14 des isolants d'encoches et les joues d'induit 15 sont saillantes vers l'extérieur, et les fils électriques qui constituent le bobinage d'induit 16, forment des chignons en chevauchement aux deux extrémités de l'armature métallique 17 de l'induit 13, et créent des cavités ou creux 18 entre ceux-ci. Le dispositif selon l'invention comprend des premiers moyens d'élimination des irrégularités ou inégalités de surface constituées notamment par des entrées 19 non remplies des encoches 20, des parties terminales saillantes d'isolants d'encoches 14, des joues d'induit proéminentes 15, des creux ou cavités 18 dans les chignons des fils de bobinage 16. Le moteur électrique à induit bobiné 11 comprend au moins dans les parties périphériques à vitesses linéaires les plus grandes de l'induit bobiné 13 en rotation, les premiers moyens d'élimination des irrégularités. Dans l'induit bobiné 13, les premiers moyens d'élimination d'irrégularités de surface accomplissent simultanément plusieurs fonctions une fonction de capotage des irrégularités de surface par exemple, une fonction de cales d'encoches d'induit, une fonction de frettage des chignons des fils électriques de bobinage. Dans leur fonction de capotage, les premiers moyens d'élimination d'irrégularités de surface donnent à l'induit bobiné 13 une surface pratiquement lisse dans ses parties à vitesses linéaires les plus grandes en masquant d'une part les parties terminales saillantes des isolants d'encoches 14, les joues d'induit 15 et les creux 18 formés dans des chignons en chevauchement de fils de bobinage et en fermant d'autre part les entrées non remplies 19 des encoches 20 d'induit 13.Dans leur fonction de cales d'encoches d'induit, les moyens d'élimination d'irrégularités de surface bloquent les fils de bobinage dans les encoches 20 pour les y maintenir à l'encontre des effets de la force centrifuge développée par la rotation de l'induit 13 lors d'un fonctionnement du moteur 11. Dans leur fonction de frettage, les moyens d'élimination d'irrégularités de surface soutiennent les chignons des fils de bobinage 16 contre les effets de force centrifuge durant la rotation de l'induit 13. Dans un exemple de réalisation illustré dans les figures 3 et 4 dans l'induit bobiné 13 du moteur électrique 11, les premiers moyens d'élimination d'irrégularités de surface sont constitués par deux couronnes dentées 22, 23 dont d'une part les dents 24, 25 destinées à être montées dans l'armature 17 de l'induit 13 et insérées entre les fils de bobinage 16 et les têtes des dents d'induit 26 servent à la fois de cales d'encoches et de pièces de fermeture et d'égalisation de surface des entrées 19 des encoches 20 de l'induit 13, et d'autre part les bases annulaires 27, 28 ajustées aux extrémités de l'induit bobiné 13 servent à la fois de frettes pour des chignons de fils de bobinage 16 et des pièces de capotage des parties terminales saillantes d'isolants d'encoches 14, des joues d'induit 15 et des chignons en chevauchement des fils de bobinage 16. Les couronnes dentées 22, 23 sont par exemple réalisées en un matériau mécaniquement et thermiquement résistant aux conditions de fonctionnement du moteur électrique 11. Les couronnes dentées 22, 23 sont de préférence réalisées en une matière synthétique plus ou moins flexible, par exemple un polyamide. Comme le montre la figure 4 par l'exemple illustré, dans les couronnes dentées 22, 23, les bases annulaires 27, 28 comprennent chacune une partie cylindrique 29, 30 et une partie troncônique 31, 32 tandis que les dents 24, 25 sont constituées de languettes parallèles entre elles et axialement perpendiculaires à ces bases annulaires 27, 28. Les dents 24, 25 comprennent dans leur épaisseur deux parties en superposition, une partie relativement large 33 servant de cale d'encoche et une partie à largeur relativement réduite 34 destinée à remplir et à fermer l'entrée 19 de l'encoche 20. Quand les encoches de l'armature 17 ne sont pas parallèles à l'axe de rotation de cette armature 17, la flexibilité de la matière constituant les couronnes dentées 22, 23 permet lors d'un montage de celle-ci dans l'armature 17, aux dents perpendiculaires 24, 25 de ces couronnes de s'infléchir et de suivre l'orientation de ces encoches 20 sans compromettre la solidité de ces couronnes et sans empêcher celles-ci de remplir normalement leurs fonctions. La figure 5 présente un moteur muni d'un dispositif selon l'invention, seul l'induit étant représenté. Le dispositif selon l'invention comprend des deuxièmes moyens d'élimination des irrégularités, constitués par exemple d'un tube thermo rétractable 51. Le tube thermorétractable 51 est appliqué sur l'induit tel que présenté aux figures 3 et 4. Les extrémités du tube se rétractent sur les parties coniques 31, 32 des premiers moyens d'élimination des irrégularités permettant ainsi d'obtenir une surface parfaitement lisse et uniforme aux endroits susceptibles de créer du bruit. Ainsi, du point de vue de la fabrication du moteur, la réduction du bruit ne demande en fait qu'une seule opération, celle de la pose des deuxièmes moyens d'élimination des irrégularités, c'est à dire la pose du tube rétractable 51. En effet, la pose des premiers moyens d'élimination des irrégularité est concomitante de la pose des moyens de cale d'encoches, puisque ces moyens sont confondus. Enfin, du point de vue de la réduction du bruit, la combinaison des premiers et deuxièmes moyens d'élimination des irrégularités assure un très bon résultat en éliminant parfaitement toutes les irrégularités susceptibles de créer du bruit. Les parties coniques 31, 32 s'étendent le long du chignon de l'induit sur une longueur suffisante pour réduire les bruits dûs aux irrégularités de surface des chignons. En effet, plus une irrégularité de surface se situe près de la périphérie de l'induit, plus sa contribution au bruit est importante. A l'inverse, plus elle se situe vers le centre de l'induit, plus sa contribution est faible. II est possible de déterminer, au moins expérimentalement, pour une vitesse maximum de rotation de l'induit, une largeur des parties coniques 31, 32 à partir de laquelle les bruits dû aux irrégularités de surface du chignon non recouvertes deviennent négligeables pour la création de bruit. Le dispositif selon l'invention peut s'appliquer à tous types de moteurs électriques à induit bobiné. II s'applique notamment aux moteurs d'appareils électroménagers tels que des lave-linge ou des sèche-linge par exemple. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réduction de bruit d'un moteur électrique (11) à induit bobiné (12) caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens d'élimination d'irrégularité de surface (22, 23) de l'induit (2) accomplissant simultanément une fonction de cales d'encoches, et des deuxièmes moyens d'élimination des irrégularités de surface de l'induit (2) constitués d'un tube thermorétractable (51) recouvrant l'induit (2) équipé des premiers moyens (22, 23). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens d'élimination d'irrégularité de surface (22, 23) comportent des bases annulaires (27, 28) ajustée chacune à une des extrémités de l'armature (17) de l'induit, les bases annulaires (27, 28) ayant des parties troncôniques (31, 32) se prolongeant sur les chignons de l'induit (2) et sur lesquelles se rétractent les extrémités du tube rétractable (51). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers moyens d'élimination des irrégularités (22, 23) sont constitués de deux couronnes dentées, les dents (24, 25) étant destinées à être montées dans l'armature (17) d'induit, à être insérées entre les fils de bobinage (16) et les têtes des dents d'induit (26) et à servir à la fois de cale d'encoche et d'égalisation de surface des entrées (19) des encoches (20) de i'induit. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les couronnes dentées (22, 23) comprennent chacune d'une part une base annulaire (27, 28) formée d'une partie cylindrique (29, 30) et d'une partie troncônique (31, 32), et d'autre part des dents (24, 25) constituées de languettes parallèles entre elles et axialement perpendiculaires à cette base annulaire. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les couronnes dentées (22, 23) comprennent chacune d'une part une base annulaire (27, 28) formée d'une partie cylindrique (29, 30) et d'une partie troncônique (31, 32), et d'autre part des dents constituées de languettes parallèles entre elles et inclinées sur cette base annulaires (27, 28) suivant une inclinaison identique à celle des encoches de l'armature (17) de l'induit dans lesquelles ces dents sont montées. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que dans les couronnes dentées, les dents (24, 25) comprennent dans leur épaisseur deux parties superposées, une partie relativement large (33) servant de cale d'encoche et une partie à largeur relativement réduite (34) destinée à remplir et à fermer l'entrée (19) de l'encoche (20).