Brevet FR2747855A1 — publié le 19971024

La prOsente invent-o-n concerne un procédé de formation d'un ensemble de stator en-.-eloppé, pour alternateur ou autre forme de machine dynamoéiectrique ou moteur électrique. D'une manière typique, on réalise un ensemble de stator en formant un noyau annulaire de stator à partir d'un empile- ment de tôles métalliques magnétiques, des encoches étant for- mées dans la surface intérieure de ce noyau, en plaçant des en- roulements de stator autour du noyau et dans les encoches, les enroulements étant en fil métallique électriquement conducteur isolé, en plaçant un mandrin métallique en appui sur la surface intérieure du noyau, en imprégnant de résine époxy les enroule- ments de stator et en faisant se durcir la résine au moins par- tiellement. Un inconvénient de ce procédé est qu'en raison des tolérances de fabrication, un petit intervalle est habituelle- ment présent entre le mandrin métallique et la surface inté- rieure du noyau. Il en résulte que, pendant l'opération d'imprégnation, la résine époxy peut atteindre la surface inté- rieure du noyau de stator en formant des bavures de résine époxy sur la surface intérieure. On doit retirer ces bavures avant de placer l'ensemble de rotor dans l'ensemble de stator de l'alternateur assemblé, etc., afin de les empêcher d'interférer avec l'ensemble de rotor. La présente invention a pour but de remédier à cet incon- vénient. Conformément à la présente invention, le procédé de for- mation d'un ensemble de stator comprend les opérations consis- tant à former un noyau annulaire de stator formé d'un empile- ment de tôles métalliques magnétiques et comportant des enco- ches dans sa surface intérieure, à mettre en place des enroule- ments de stator en fil métallique électriquement conducteur isolé autour du noyau de stator, y compris dans les encoches, à comprimer un anneau en caoutchouc de silicone, ou caoutchouc revêtu de silicone, en appui sur la surface intérieure du noyau de stator, à imprégner de résine épcxy les enroulements de sta- tor et à faire se durcir la resine époxy au moins partielle- ment. L'anneau en caoutchouc de silicone ou en caoutchouc revê- tu de silicone, qui est comprimé, forme un joint étanche avec la surface intérieure du noyau de stator en empêchant d'une ma- nière substantiei!e Doute fuite e résine époxy pendant l'opération d'imprégnaticn. Il en résulte que l'opération sup- plémentaire d'élimination des bavures de résine époxy n'est plus nécessaire. La présente invention va être décrite à titre d'exemple en se reportant aux dessins annexés dont: la figure 1 est une vue de bout d'un mandrin métallique et d'un anneau en caoutchouc de silicone destiné à être utilisé dans le procédé de la présente invention, la figure 2 est une vue en coupe par la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, avec le mandrin métallique fixé à une carcasse de stator et avec le noyau de stator et les enroulements en place, et la figure 4 est une vue en coupe, à plus grande échelle, par la ligne IV-IV de la figure 3. Si on se reporte aux dessins, l'ensemble de stator 10 comprend une carcasse de stator 12, un noyau de stator 14, for- mé d'un empilement de tôles métalliques magnétiques, et des en- roulements de stator 16 formés d'un fil métallique électrique- ment conducteur isolé (typiquement un fil de cuivre revêtu d'émail). Le noyau de stator 14 est annulaire et comporte des encoches 18 débouchant sur la surface intérieure 20 (faisant face radialement vers l'intérieur) du noyau. Les enroulements de stator 16 sont placés dans les encoches 18 et autour du noyau de stator 14. Les enroulements de stator 16 sont impré- gnés de résine époxy. La formation du noyau de stator 14, comportant les enco- ches 18, et la mise en place des enroulements de stator 16 au- tour du noyau et dans les encoches peuvent s'obtenir au moyen de n'importe quel procédé convenable connu des spécialistes en la matière et ne seront pas décrites ici en détail. Conformément à ia présente nenon, 'opération d'imprégnation prévue dans la fora::on de Lensemble de stator s'obtient en utilisant un mandrin métalliuae 22 et un anneau 24 en caoutchouc de silicone. cn place cet anneau 24 en caout- chouc de silicone dans une positior. adjacente à la surface in- térieure 20 du noyau de statzor 14. Onr. fixe alors le mandrin mé- tallique 22 à la carcasse de s.ator 12 d'une mani:re appropriée quelconque (par exemple au moyen de Ais, non représentées) - fiaure 3. Pendant cette derniere cérationr., l'anneau 24 en caoutchouc de silicone est comprimé dune facon telle que sa hauteur H à l'état non comprimé est réduite (par exemple de 3 mm) jusqu'à une hauteur H' à l'état comprimé et que son diamè- tre extérieur D à l'état non comprimé est augmenté (par exemple de 0,5 mm) jusqu'à un diamètre extérieur D' à l'état comprimé. Cette compression amène l'anneau 24 en caoutchouc de silicone au contact de la surface intérieure 20 du noyau de stator 14 et couvre l'ouverture 26 de chaque encoche 18 dans la surface in- térieure. Ainsi qu'on peut le voir à la figure 4, l'anneau 24 en caoutchouc de silicone a aussi fait partiellement l'objet d'un fluage dans l'ouverture 26 de chaque encoche 18 lorsqu'il est à l'état comprimé. On soumet alors le sous-ensemble de l'ensemble de stator 10 avec le mandrin métallique 22 et l'anneau 24 en caoutchouc de silicone à un préchauffage (par exemple à 80 C) et on le place dans un moule, puis on intro- duit une résine époxy dans ce moule de façon à imprégner les enroulements de stator 16. Etant donné que l'anneau 24 en caoutchouc de silicone est comprimé en appui sur la surface in- térieure 20 du noyau de stator 14, la résine époxy est empêchée d'atteindre la surface intérieure. Cet effet est accru par le fait que le silicone de l'anneau 24 en caoutchouc possède un plus grand coefficient de dilatation que les composants métal- liques qui l'entourent. On retire alors du moule le sous- ensemble et on le place dans un four de façon à faire se durcir partiellement la résine époxy (par exemple à 90 C pendant trois heures). On retire alors du four le sous-ensemble et on sépare de l'ensemble de stator 10 le mandrin métallique 22 et l'anneau 24 en caoutchouc de silicone. Les forces de compres- sion dans l'anneau 24 en caoutchouc de silicone contribuent à repousser le mandrin métallique 22 à l'écart de l'ensemble de stator 10. On place alors cet ensemble de ssator -0 dans un four en rue d'un durcissement fi-nal Par exemcle à 130 OC pen- dant douze heures) Au moyen de ce procédé, aucur.e bav-ure de résine époxy n'est formée sur la surface intérieure 20 du noyau de stator 14 et, ainsi, aucune opération supplémentaire n'est nécessaire pour nettoyer de ces bavures la surface intérieure. En outre, ia compression de l'anneau 24 en caoutchouc de silicone permet- tant de faire fluer partiellement l'anneau dans l'ouverture 26 de chaque encoche 18 sur la surface intérieure 20 de l'anneau de stator 14 fait adopter à la résine époxy une surface concave 28 dans chaque ouverture. Avec cet agencement, le risque que, sous l'effet des augmentations de température se produisant pendant l'utilisation d'un alternateur assemblé, etc., dont l'ensemble de stator 10 est formé par le procédé ci- dessus, la résine époxy ne se dilate hors de l'ouverture 26 d'une encoche 18 quelconque pour adhérer à l'ensemble de rotor est réduit d'une manière substantielle. Ce dernier problème peut se poser dans le cas o la résine époxy présente une surface pratique- ment plane en travers de l'ouverture de chaque encoche, étant donné que la résine époxy a tendance à se dilater plus rapide- ment pendant des augmentations de température et qu'elle pos- sède un plus grand coefficient de dilatation que l'empilement de tôles métalliques du noyau de stator, de sorte que la résine époxy peut faire saillie hors des encoches et adhérer à l'ensemble de rotor. C'est pourquoi l'utilisation de l'anneau 24 en caoutchouc de silicone, comprimé, dans le procédé de for- mation de l'ensemble de stator 10 conformément à la présente invention présente l'avantage supplémentaire de remédier d'une manière substantielle à ce problème potentiel. L'utilisation de caoutchouc de silicone pour l'anneau 24 présente l'avantage qu'il ne colle pas à la résine époxy et qu'il résiste aux tem- pératures liées au moins au durcissement initial de la résine époxy. Tout en réalisant une étanchéité avec la surface inté- rieure 20 du noyau de stator 14 lorsqu'il est à l'état compri- mé, l'anneau 24 en caoutchouc de silicone va aussi réaliser une étanchéité vis-à-vis de la surface intérieure 30 de la carcasse de stator 12 au voisinage du noyau de stator 14 et des enroule- ments 16, de façon, là encore, à empêcher d'une manire subs- tantielle une fuite de résine épox'- endant 'océration d'imprégnation. En variante à l'anneau en caoutchouc de silicone mention- né ci-dessus, il est possible d'utiliser un anneau en une autre matière à base de caoutchouc (à condition qu'elle soit résis- tante à des températures pouvant s'élever jusqu'à 100 OC) qui a été revêtue d'un agent antiadhésif, telle qu'une pulvérisation de silicone. REvENDICATIONS 1. Procédé de formation d'un ensemble de stator (10) com- prenant les opérations consistant à former un noyau annulaire de stator (14! formé d'un empilemen: de tôles métalliques ma- gnétiques et comportant des encoches (18) dans sa surface inté- rieure (20), à mettre en place des enroulements de stator (i6) en fil métallique électriquement conducteur isolé autour du noyau de stator, y compris dans les encoches, à comprimer un anneau (24) en caoutchouc de silicone, ou caoutchouc revêtu de [0 silicone, en appui sur la surface intérieure (20) du noyau de stator, à imprégner de résine époxy les enroulements de stator et à faire se durcir la résine époxy au moins partiellement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'alors qu'il est comprimé, l'anneau (24) en caoutchouc de si- licone ou caoutchouc revêtu de silicone fait partiellement l'objet d'un fluage dans l'ouverture (26) de chaque encoche (18) dans la surface intérieure (20) du noyau de stator (14) 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération supplémentaire consistant à retirer l'anneau (24) en caoutchouc de silicone ou caoutchouc revêtu de silicone, avant un durcissement final de la résine époxy. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend l'opération supplémentaire consistant à mettre en place le sous-ensemble du noyau de sta- tor (14) et des enroulements de stator (16) dans une carcasse de stator (12), l'anneau (24) en caoutchouc de silicone ou caoutchouc revêtu de silicone étant comprimé au moyen d'un man- drin métallique (22) qui est fixé à la carcasse de stator. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'anneau (24) en caoutchouc de silicone ou en caoutchouc revêtu de silicone, qui est comprimé, vient aussi au contact d'une partie (30) de la surface intérieure de la carcasse de stator (12) -5