Brevet FR2803129A1 — publié le 20010629

L'invention concerne les machines électriques tournantes notamment les alternateurs et alterno- démarreurs pour véhicule automobile. On connaît des alternateurs pour véhicule comportant un rotor à cornes polaires et un stator comprenant un enroulement de fils reçus dans encoches d'un paquet de tôles. L'intégralité de l'enroulement est recouverte d'un vernis liquide qui, une fois durci, immobilise les fils les uns par rapport aux autres et évite qu'ils ne se dénudent frottement les uns sur les autres. Toutefois, constate qu'un tel alternateur génère un bruit important en fonctionnement. Un but de linvention est de fournir une machine générant moins de bruit. En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon 1 invention une machine électrique tournante pour véhicule, comportant un rotor et un stator comprenant un paquet de tôles et un enroulement de fils, l'enroulement présentant des zones recouvertes d' vernis, dans laquelle l'enroulement présente des deuxièmes zones recouvertes d'un deuxième vernis, les deux vernis ayant des souplesses différentes. Ainsi, le degré d'immobilisation des fils entre eux varie suivant les zones de l'enroulement. Dans les zones recouvertes du vernis le moins souple, 1" immobilisation est la plus rigide. Elle limite donc au maximum les mouvements relatifs des fils et notamment les empêche de se dénuder par frottement les uns les autres. Dans les zones recouvertes du vernis le plus souple, l'immobilisation est moins rigide Les fils sont fixés les uns aux autres avec une certaine souplesse qui leur permet d'amortir et de dissiper les vibrations mécaniques causées par les interactions magnétiques sur le paquet de tôles. Le bruit magnétique est donc moins important de sorte le stator est plus silencieux. On obtient donc machine dans laquelle les fils sont immobilisés les uns par rapport aux autres dans une large mesure et qui génère peu de bruit. La machine selon l'invention pourra en outre présenter l'une au moins des caractéristiques suivantes : - les deux vernis recouvrent des zones respectives de l'enroulement se succédant suivant une direction parallele à un axe principal de l'enroulement ; - lun des vernis sétend dans des encoches du paquet de tôles ; - le vernis sétendant dans les encoches est le plus souple des deux vernis ; - Ji des vernis recouvre des chignons de l'enroulement s'étendant en saillie du paquet tôles - - le vernis recouvrant les chignons est le moins souple des deux vernis ; - les deux vernis recouvrent des zones respectives l'enroulement se succédant suivant une direction circonférentielle par référence à un axe principal de l'enroulement ; - il s'agit d'un alterno-démarreur ou d'un alternateur ; et/ou - l'enroulement comprend des conducteurs en forme d'épingles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaÎtront encore dans la description suivante de deux modes préférés de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs. Aux dessins annexés : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un alternateur selon un premier mode préféré de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue d'extrémité du stator de l'alternateur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale d'une encoche du stator de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue en coupe axiale du stator suivant le plan IV-IV de la figure 2 ; et - la figure 5 est une figure analogue à la figure 4 montrant un deuxième mode de réalisation de l'invention. En référence aux figures 1 à 4, le présent mode de réalisation de l'invention constitue un alternateur pour véhicule automobile. Cet alternateur 1 comporte un carter 3 et un rotor 5, ainsi qu'un stator 2 axe principal 4. Le rotor comporte de façon connue soi un arbre 7 d'axe 4 supportant deux roues polaires 9 à cornes polaires entre lesquelles s'étend un noyau d'excitation de rotor 11. Le stator 2 est fixé intérieurement au carter 3. Il comporte un paquet de tôles 6 d'un type connu en soi. Les tôles 7 ont une forme générale annulaire plane. Elles sont identiques et empilées coaxialement. Les tôles présentent un bord externe circulaire 8 axe 4 et un bord interne 11 découpé pour former des encoches 10 en forme générale de U . Les tôles sont empilées avec leurs contours en coïncidence. Le stator comporte un enroulement de fils 12 bobinés. Chaque fil 12 présente tronçons rectilignes s'étendant dans les encoches parallèles à l'axe et des tronçons courbes faisant la liaison entre tronçons rectilignes. Les groupes de tronçons courbes forment des chignons 17. Les chignons 17 forment deux bords d'extrémité axiale du stator, S'étendant en saillie axiale du paquet tôles 6 à chaque extrémité axiale de celui-ci. stator, le paquet tôles et l'enroulement 14 chacun une forme cylindrique d'axe 4. A certains endroits du stator, fils de l'enroulement émergent du stator pour former des fils de phase à relier au connecteur de l'alternateur, de façon non illustrée et connue en soi. Les fils 12 sont chacun formés une âme électriquement conductrice et une gaine externe électriquement isolante. En reférence à la figure 3, au fond de chaque encoche s'étend une feuille 30 de materiau, connu sous la denomination mylar, matériau thermodur connu en soi. Cette feuille 30 recouvre le fond et parois de l'encoche 10. Elle est pliée pour avoir elle aussi un profil en U . En regard de l'axe 4, encoche 10 contenant les fils 12 est obturée par une feuille 32, par exemple une feuille de carton rejoignant les bords de la feuille de mylar 30 pour former avec celle-ci un espace clos suivant la direction radiale à axe 4. En référence aux figures 2 et 4, selon l'invention, l'enroulement 14 est recouvert de deux vernis présentant une fois solidifiés souplesses différentes. Les deux vernis peuvent par exemple avoir des compositions chimiques différentes donc avoir des températures de transition vitreuse différentes, sachant que la souplesse croît à mesure que decroît la température de transition vitreuse. La souplesse, pour une même composition chimique, dépend aussi de la durée de l'étape de polymérisation : plus celle-ci est longue, plus le vernis est rigide. On pourra donc moduler la souplesse en jouant sur la composition chimique des vernis et/ou sur la durée leurs polymérisations respectives, de préférence sur deux en même temps. Les deux vernis recouvrent des zones respectives différentes de l'enroulement 14. Ici, toutes zones de l'enroulement sont recouvertes par l'un deux vernis. En l'espèce, chaque zone recouverte lun des vernis s'étend continûment de l'un à lautre des deux bords axiaux 16 de l'enroulement. Tout long de chaque zone parallèlement à l'axe 4, la largeur 1 de la zone, mesurée suivant la direction circonférentielle 24 par référence à l'axe 4, est constante. On dénombre ici trois zones 50 recouvertes avec le vernis moins souple et trois zones 52 recouvertes avec le vernis le plus souple. Sur les figures, les zones 50, ont été dessinées de façon à être facilement localisables et distinguables. Il est clair qu'elles n'ont chacune en réalité l'allure représentée puisqu' sagit seulement de recouvrir localement les fils de l'enroulement avec du vernis. Les zones 50 et 52 sont disposées en alternance les unes avec les autres suivant la direction circonférentielle 24. Les zones 50 sont identiques entre elles, ainsi que les zones 52. on pourra faire en sorte que les zones 50 occupent chacune un secteur angulaire plus grand que les zones 52, ou inversement. Dans chaque zone 50, 52, le vernis correspondant recouvre les chignons 17 et s'étend dans encoches 10 pour y imprégner les fils. Le vernis le moins souple sera par exemple un vernis contenant à l'état liquide un solvant et un polyesterimide, ou bien un solvant et un polyimide. Le vernis le plus souple pourra être à base de polyester comprendre de l'acrylate ou du vinyltoluène. Ces deux derniers composants permettent de former des liaisons souples entre les chaînes polymérisées de polyester, rendant ainsi le vernis une fois durci relativement souple. Ce dernier vernis est par exemple celui commercialisé sous la marque DOLPHON EX-88094 par société ALBESIANO. Tous ces vernis sont connus en -mêmes. Dans le deuxième mode de réalisation de Pinvention illustré à la figure 5, les zones 150 et correspondant respectivement aux deux vernis sont maintenant chacune continues tout autour du stator suivant la direction circonférentielle 24. Elles ont ainsi chacune une forme annulaire. De plus, ces zones ir 152 alternent cette fois suivant direction parallèle à laxe 4. En l'espèce, le stator comporte une unique zone médiane 150 associée au vernis le plus souple. Elle s'étend sur la face interne stator, le vernis imprégnant chaque encoche 10. Les deux zones 152 associées au vernis le moins souple s'étendent de part et d'autre de cette dernière. Elles recouvrent chacune les chignons 17 formant Pun des bords axiaux 16 de l'enroulement, depuis le bord 16, jusqu' paquet de tôles 6. Dans chacun de ces modes de réalisation, dans chaque zone recouverte du vernis le moins souple, fils sont assez rigidement immobilisés entre eux, qui limite les risques de les voir se dénuder. Dans les zones recouvertes du vernis le plus souple, les fils demeurent davantage libres de se mouvoir les uns par rapport aux autres dans une faible mesure. Cette liberté de mouvement forme un amortissement qui permet d'amortir sensiblement les vibrations apparaissant dans fils du fait des forces auxquelles ils sont soumis raison des interactions magnétiques. Le bruit ainsi généré, appelé classiquement bruit magnétique , est donc faible. L'alternateur est donc relativement silencieux. De plus, l'invention assure une bonne immobilisation d'ensemble du bobinage 14 par rapport au paquet de tôles 6. Pour la réalisation d'un alternateur selon l'invention, on propose ci-après deux techniques différentes pour la mise en place de chacun des vernis qui sont initialement liquides. Après avoir constitué le stator 2 avec les tôles 7, les fils 12 et les feuilles 30, 32, on peut tremper certaines zones de celui-ci dans un bain du vernis correspondant pour ainsi former localement des zones recouvertes. on fait ensuite durcir le vernis par cuisson. Alternativement, on peut disposer, par exemple moyen d'une buse, une certaine quantité de vernis liquide, quelques gouttes par exemple, sur une portion adaptée de la zone à recouvrir. Cette portion pourra avoir une superficie inférieure à celle de la zone a recouvrir. En effet, on constate que le vernis à l'état liquide s'étend ensuite spontanément par capillarité sur toute la zone à recouvrir. En particulier, suffit de disposer convenablement le vernis liquide a l'entrée des encoches pour que celui-ci migre dans encoches 10 correspondantes. Bien entendu, on pourra apporter à l'invention nombreuses modifications sans sortir du cadre celle-ci. machine selon l'invention pourra être un alterno-démarreur ou un moteur. pourra modifier les zones recouvertes des vernis respectifs dans leur nombre, leur forme et/ou leur disposition. enroulement pourra comprendre des conducteurs rigides en forme d'épingles. REVENDICATIONS 1. Machine électrique tournante pour véhicule, comportant un rotor (5) et un stator (2) comprenant un paquet de tôles (6) et un enroulement de fils (14), l'enroulement présentant des zones (50 150) recouvertes d'un vernis, caractérisée en ce que l'enroulement présente des deuxièmes zones (52 ; 152) recouvertes d'un deuxième vernis, les deux vernis ayant des souplesses différentes. Machine selon la revendication 1, caractérisée en que les deux vernis recouvrent des zones respectives (150 ; 152) de l'enroulement se succedant suivant une direction parallèle à un axe principal (4) de enroulement (14). Machine selon la revendication 2, caractérisée en que lun des vernis s'étend dans des encoches (10) du paquet de tôles (6). Machine selon la revendication 3, caractérisée en que le vernis s'étendant dans les encoches (10) est le plus souple des deux vernis. Machine selon lune quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que l' des vernis recouvre des chignons (16) de l'enroulement (14) s'étendant en saillie du paquet de tôles (6). . Machine selon la revendication 5, caracterisée en ce que le vernis recouvrant les chignons (16) est le moins souple des deux vernis. Machine selon la revendication 1, caractérisée en que les deux vernis recouvrent des zones respectives (50, 52) de l'enroulement se succédant suivant une direction circonférentielle (24) référence à un axe principal (4) de l'enroulement Machine selon l'une quelconque revendications 1 à 7, caractérisée en ce quil s'agit d'un alterno-démarreur. . Machine selon l'une des revendications 1 à caractérisée en ce qu'il s'agit d'un alternateur. 0. Machine selon l'une des revendications 1 à caractérisée en ce que l'enroulement comprend conducteurs en forme d'épingles.