Brevet FR2854991A1 — publié le 20041119

I Dispositif de rangement de connexions et procédé de mise en oeuvre du dispositif L'invention se rapporte à un dispositif de connexion entre des fils d'un ou plusieurs enroulements constitutifs de la partie fixe d'une machine électrique appelés: " fils d'enroulements ", et des fils reliés à une source externe d'alimentation électrique, appelés: " fils d'alimentation ". Par la 5 suite, un enroulement constitutif de la partie fixe d'une machine électrique sera appelé enroulement fixe. L'invention se rapporte également à un procédé de mise en oeuvre du dispositif. L'invention trouve une utilité particulière mais non exclusive pour la connexion entre des fils d'enroulements du stator d'un moteur électrique et o10 des fils d'alimentation du stator. L'invention peut être mise en oeuvre pour la connexion à des fils d'alimentation de toute partie fixe d'une machine électrique telle que par exemple un enroulement d'un transformateur ou un stator d'une génératrice. De façon générale, les fils d'enroulements et les fils d'alimentation 15 sont de nature différente. Plus précisément, les fils d'enroulements sont généralement monobrins et revêtus d'un isolant comme par exemple un émail. Ces fils d'enroulement sont communément appelés " fils émaillés ". Les fils d'alimentation peuvent être multibrins et peuvent être revêtus d'une gaine souple, comme par exemple une gaine tressée polyester. Les fils 20 d'enroulements et les fils d'alimentation peuvent avoir des sections différentes. Par ailleurs, on peut raccorder plusieurs fils d'enroulements à un même fil d'alimentation et réciproquement. Pour assurer ce raccordement, des connexions électriques sont réalisées entre les deux types de fils. Ces connexions doivent être insensibles aux efforts externes comme entre autres 25 les vibrations. Afin d'assurer leur tenue mécanique, ces connexions sont solidarisées mécaniquement au stator. Plusieurs réalisations ont été mises en oeuvre pour assurer la connexion des fils d'enroulement et des fils d'alimentation. Une première réalisation consiste à prévoir des moyens de 30 connexion inamovibles reliant des fils d'alimentation et des fils d'enroulements, tels que par exemple une soudure ou le sertissage d'un manchon conducteur sur les extrémités dénudées des fils d'alimentation et des fils d'enroulements. La connexion ainsi réalisée est ensuite isolée, par exemple au moyen d'un manchon isolant, puis fixée à ou dans l'enroulement du stator par exemple au moyen d'un ficelage autour de l'enroulement. Cette première réalisation présente plusieurs inconvénients comme par exemple: Lorsque les enroulements doivent être mis en forme 5 par pressage pour respecter des cotes définies par un cahier des charges, lors de cette opération il peut se produire que la connexion perfore l'isolant sous l'effet de la pression et détériore le fil d'enroulement ou le fil d'alimentation. Un autre inconvénient apparaît lorsque les enroulements doivent être imprégnés de vernis, et que les fils d'alimentations sont revêtus 10 d'une gaine souple. Le vernis peut diffuser dans la gaine souple par capillarité, et lui conférer au séchage une rigidité néfaste au montage. Par ailleurs le volume représenté par les fils d'alimentations et les connexions occupe une partie de volume " actif " constitué par les enroulements euxmêmes, ce qui peut représenter des inconvénients en terme d'encombrement du stator. De plus, la mise en oeuvre des connexions dans le cas de moteurs de taille importante dotés de fils de forte rigidité est difficile à réaliser. Cela peut entraîner chez des opérateurs mettant en oeuvre ces connexions des maladies professionnelles tel que des tendinites. Une autre réalisation consiste à utiliser un connecteur démontable 20 formé de deux éléments enfichables. Un de ces éléments est habituellement une embase solidaire du stator et raccordée aux fils d'enroulements. L'autre élément est habituellement une fiche raccordée aux fils d'alimentation. Le connecteur peut comporter des broches serties ou autodénudantes raccordées aux fils d'enroulements et d'alimentation. La connexion est 25 assurée lors de l'enfichage des deux éléments. Cette seconde réalisation présente, elle aussi, plusieurs inconvénients comme par exemple: Le choix des connecteurs, et notamment le choix de ses broches, est lié aux sections des fils d'enroulements et d'alimentation, sections qui ne peuvent être dans des 30 rapports trop importants pour pouvoir être raccordés. Autrement dit, un même connecteur ne peut être utilisé que pour des fils d'enroulements ou d'alimentation dont les sections sont comprises dans une plage précise généralement étroite. Par ailleurs dans certaines applications il est nécessaire de 35 positionner précisément les fils d'alimentations dans l'espace. Les connecteurs démontables, achetés dans le commerce, ne prévoient généralement pas de moyens de positionnement adaptés à un stator. En outre, lorsqu'un tel connecteur est installé à l'intérieur d'un équipement dont l'accessibilité est réduite, il est difficile pour un opérateur 5 d'enficher les deux éléments du fait de l'absence de guidage d'un élément par rapport à l'autre. De plus, entre les enroulements et les connexions, les fils d'enroulement, généralement monobrins, sortent de l'enroulement et sont donc fragiles. Les deux réalisations décrites précédemment ne prévoient ni 10 protection mécanique ni isolation électrique des fils d'enroulement. L'invention a pour but de pallier les inconvénients des réalisations décrites plus hautes. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de connexion d'une extrémité d'au moins un fil d'enroulement d'un enroulement fixe et d'une extrémité d'au moins un fil d'alimentation assurant l'alimentation 15 de l'enroulement, le dispositif comportant des moyens de connexion électrique inamovible de l'extrémité d'au moins un fil d'enroulement et de l'extrémité d'au moins un fil d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un boîtier de rangement des moyens de connexion. L'invention a également pour objet un procédé mettant en oeuvre 20 le dispositif décrit plus haut, le procédé consistant à: ranger les moyens de connexion dans le boîtier de rangement, puis fermer le boîtier de rangement. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel: 25 la figure 1 représente un boîtier de rangement monté sur un stator d'un moteur électrique; la figure 2 représente l'intérieur d'un boîtier de rangement, les moyens de connexion, ainsi que deux proéminences de maintien des moyens de connexion; la figure 3 représente un boîtier de rangement comportant deux rangées de proéminences assurant le maintien des moyens de connexion dans le boîtier de rangement; la figure 4 représente une variante de l'invention montrant l'intérieur d'un boîtier de rangement ne comportant qu'une seule proéminence assurant le maintien des moyens de connexion dans le boîtier de rangement; les figures 5 et 6 représentent deux variantes de boîtier de rangement montées dans deux positions différentes de celle de la figure 1 sur un stator d'un moteur électrique; la figure 7 représente un boîtier de rangement en position ouverte; la figure 8 représente une partie de l'articulation d'un boîtier de rangement; les figures 9 et 10 représentent un boîtier de rangement en position de semi-ouverture; la figure 11 représente un boîtier de rangement en position fermée; la figure 12a représente un boîtier de rangement avant montage 15 sur le stator ainsi que des moyens destinés à indexer la position du boîtier de rangement par rapport à un stator; la figure 12b représente le boîtier de rangement représenté sur la figure 12a monté sur le stator. Pour faciliter la lecture de la description, les mêmes éléments 20 porteront les mêmes repères dans les différentes figures. La figure 1 représente un boîtier de rangement 10 monté sur un stator 1 d'un moteur électrique. Le stator 1 comporte un empilage de tôles 3, des enroulements 2, dont sortent les extrémités 4 de fils formant les enroulements 2. Les 25 extrémités 4 de fils d'enroulement sont raccordées à des extrémités 8 de fils d'alimentation. Sur la figure 1, trois extrémités 4 et trois extrémités 8 ont été représentées. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à la connexion de trois fils d'enroulements avec trois fils d'alimentation. L'invention peut être mise en oeuvre quel que soit le nombre d'extrémités de 30 fils à raccorder. Des moyens de connexion électrique inamovibles 7 bien visibles sur la figure 2 permettent de raccorder l'extrémité 4 d'au moins un fil d'enroulement à une extrémité 8 d'au moins un fil d'alimentation. Les moyens de connexion 7 comportent avantageusement un manchon conducteur qui 35 portera également le repère topologique 7. Le manchon 7 est serti à la fois sur l'extrémité 4 dénudée d'au moins un fil d'enroulement et sur l'extrémité 8 dénudée d'au moins un fil d'alimentation. Plus précisément, le manchon 7 est formé d'un tube de quelques millimètres de long réalisé dans un métal mou et dans lequel on place les 5 extrémités dénudées 4 et 8 des fils d'enroulements et d'alimentation à raccorder. Le manchon 7 est ensuite déformé au moyen d'une pince à sertir jusqu'à ce que les extrémités dénudées 4 et 8 soient pincées l'une contre l'autre afin d'assurer un bon contact électrique entre elles. Le manchon 7 est placé dans une alvéole 9 du boîtier de 10 rangement 10. Le boîtier de rangement 10 est réalisé dans un matériau isolant de telle sorte qu'il assure l'isolation électrique du manchon 7. Contrairement à une des réalisations décrites plus haut, réalisation dans laquelle un manchon conducteur, recouvert d'un manchon isolant, est placé dans le chignon d'un enroulement, le fait de réaliser le boîtier de rangement 15 10 dans un matériau isolant permet de se passer de manchon isolant recouvrant le manchon 7 dont le matériau conducteur peut rester nu, c'est-àdire non isolé électriquement. L'utilisation d'un manchon 7 serti n'est pas la seule alternative à la connexion électrique des fils d'enroulements et des fils d'alimentations. Il est 20 par exemple possible de raccorder par soudage au moins un fil d'enroulement et au moins un fil d'alimentation. Avantageusement, le boîtier de rangement 10 comporte un corps 12 et un couvercle 13. Le couvercle 13 assure le maintien des moyens de connexion 7 électrique à l'intérieur du corps 12. Le manchon 7 est alors 25 immobilisé dans le boîtier de rangement 10 et seules des parties isolées des fils d'enroulement et d'alimentation sont apparentes hors du boîtier de rangement 10. Dans la variante de réalisation représentée sur les figures 2 et 3, les moyens de maintien des moyens de connexion électrique 7 comportent 30 deux proéminences 30a et 30b venant s'intercaler entre l'extrémité 4 du fil d'enroulement et de l'extrémité 8 du fil d'alimentation à l'intérieur du corps 12. Une première proéminence 30a maintient l'extrémité 4 du fil d'enroulement et une seconde proéminence 30b maintient l'extrémité 8 du fil d'alimentation. Les deux proéminences 30a et 30b appartiennent au 35 couvercle 13. Les proéminences 30a et 30b se déforment lors de la fermeture du boîtier de rangement 10 et viennent bloquer par élasticité les extrémités 4 et 8 contre des parois du boîtier de rangement 10. Dans une autre variante de réalisation représentée sur la figure 4, les moyens de maintien des moyens de connexion électrique 7 comportent 5 une proéminence 30, appartenant au couvercle 13, et venant s'intercaler entre l'extrémité 4 du fil d'enroulement et de l'extrémité 8 du fil d'alimentation à l'intérieur du corps 12. La variante de réalisation représentée sur les figures 2 et 3 présente l'avantage de pouvoir s'adapter à différentes sections de fil dont les 10 extrémités sont raccordées à l'intérieur du boîtier de rangement 10. Il est par exemple possible de raccorder des fils dont les sections sont dans des rapports de trois voir plus. Ceci présente un intérêt si on souhaite utiliser un même boîtier de rangement 10 sur plusieurs moteurs électriques différents. Ce boîtier de rangement 10 devient alors une pièce mécanique standard, ce 15 qui réduit son coût de production. L'autre variante de réalisation représentée sur la figure 4, présente également cet avantage par rapport à l'art antérieur o l'on utilise un connecteur mais dans une moindre mesure. Dans le mode de réalisation représenté sur les différentes figures, le boîtier de rangement 10 comporte trois alvéoles 9. Il est bien entendu 20 possible de réaliser un bottier de rangement conforme à l'invention comportant un nombre d'alvéoles 9 différent, fonction du nombre de connexions distinctes à réaliser. La figure 5 représente une variante de positionnement du boîtier de rangement 10 par rapport à l'enroulement statorique 2. Dans cette 25 variante, le positionnement du boîtier de rangement 10 est assuré de telle sorte que le ou les compartiments 9 s'ouvrent sensiblement parallèlement à l'axe principal de l'enroulement statorique 2. La figure 6 représente une autre variante de positionnement du boîtier de rangement 10 par rapport à l'enroulement statorique 2. Dans cette 30 variante, le positionnement du boîtier de rangement 10 est assuré de telle sorte que le ou les compartiments 9 s'ouvrent sensiblement perpendiculairement à l'axe principal de l'enroulement statorique 2. L'orientation de l'ouverture des compartiments 9 est choisie en fonction de l'accessibilité à l'intérieur du moteur électrique comportant le 35 boîtier de rangement 10. Avantageusement, le boîtier de rangement 10 est formé d'une pièce mécanique unique réalisée par moulage. Le boîtier de rangement 10 est représenté en coupe sur la figure 7. Le boîtier de rangement 10 comporte une partie souple 14 reliant le corps 12 et le couvercle 13. Ainsi, le corps 12 et le 5 couvercle 13 peuvent être manoeuvrés l'un par rapport à l'autre sans se dissocier. Lorsque le boîtier de rangement 10 est fixé sur l'empilage de tôle 3, le couvercle 13 est imperdable par rapport au stator 1 du moteur électrique. Le boîtier de rangement 10, représenté sur la figure 7, comporte trois alvéoles 9, et à l'intérieur de chacune on introduit un manchon 7. Afin de faciliter la fermeture du couvercle 13 par rapport au corps 12, le boîtier 10 comporte une articulation 15 démontable du couvercle 13 par rapport au corps 12. L'articulation 15 permet de faciliter la mise en place des manchons 7 dans les alvéoles 9. Un opérateur peut ainsi tenir les câbles 8 d'une main pour maintenir les manchons 7 dans les alvéoles 9 et fermer le 15 couvercle 13 de l'autre main, en faisant pivoter le couvercle 13 autour de l'articulation 15. Plus précisément, I'articulation 15 comporte une première partie 151 appartenant au corps 12 et une seconde partie 152 appartenant au couvercle 13. La figure 8 représente la partie 152 de l'articulation 15 vue dans 20 un plan perpendiculaire à celui de la figure 7. La partie 152 comporte deux doigts 17 s'étendant selon un axe 18. Lorsqu'on cherche à refermer le couvercle 13 sur le corps 12, on insère les doigts 17 dans des gorges 19, appartenant au corps, et complémentaires des doigts 17. L'axe 18 des doigts 17 vient alors sensiblement se confondre avec un axe 20 du corps 12. 25 L'articulation 15 pivote autour des axes confondus 18 et 20. Le pivotement de l'articulation 15 est illustré au moyen des figures 9, 10 et 11 o trois positions sont représentées. Sur la figure 9, le couvercle 13 est en position semi-ouverte par rapport au corps 12. Sur la figure 11, le couvercle 13 est en position fermée par rapport au corps 12. La figure 10 30 représente une position intermédiaire entre les positions des figures 9 et 11. Avantageusement, le boîtier 10 comporte des moyens de verrouillage du couvercle 13 par rapport au corps 12. Dans une configuration préférée de l'invention, les moyens de verrouillage comportent un clip 40 formé de deux parties complémentaires 41 et 42, appartenant respectivement 35 au corps 12 et au couvercle 13, comme représenté sur la figure 11. Avantageusement, le boîtier de rangement 10 comporte des moyens pour assurer son positionnement par rapport à l'empilage de tôles. A cet effet, le corps 12 comporte par exemple, comme représenté sur la figure 12a, une face plane 43, un rebord 47 allongé et une butée 46. Le rebord 47 5 et la butée 46 sont proéminents par rapport à la face plane 43 de façon à ce que le boîtier de rangement 10 soit complètement positionné par rapport à un élément sur lequel il est disposé. Autrement dit, six degrés de liberté du boîtier de rangement 10 par rapport au stator 1 sont supprimés. L'empilage de tôle 3 comporte des formes complémentaires à la face plane 43 au rebord 10 47 et à la butée 46 à savoir deux faces planes 44 et 441 ainsi qu'un décrochement 45 sur lesquels viennent s'appuyer respectivement la face plane 43, le rebord 47 et la butée 46. Les deux faces planes 44 et 441 ainsi que le décrochement 45 sont par exemple perpendiculaires entre eux. La figure 12b représente le boîtier de rangement 10 en position 15 par rapport à l'empilage de tôles 3. Le maintien dans la position ainsi définie peut être assuré par une colle adaptée aux matériaux des pièces au contact, c'est-à-dire au matériau du boîtier de rangement 10 et au matériau des tôles formant l'empilage 3. La colle doit également être adaptée aux conditions d'environnement auxquelles le moteur électrique est soumis. Avantageusement, le dispositif de raccordement comporte des moyens de maintien 21 du ou des fils d'enroulements plaqués contre l'enroulement statorique 2. Plus précisément, les moyens de maintien 21 forment avec le boîtier de rangement 10 une seule pièce mécanique. Dans l'exemple représenté sur les différentes figures, les moyens de maintien 21 25 sont formés d'une languette solidaire du couvercle 13 du bottier de rangement 10. La languette 21 a une forme sensiblement plane épousant la forme de l'enroulement statorique 2. Les extrémités 4 des fils d'enroulements sortant de l'enroulement statorique 2 sont maintenues entre l'enroulement 2 et la languette 21. Le dispositif décrit plus haut est avantageusement mis en oeuvre de la façon suivante: ranger les moyens de raccordement 7 dans le boîtier de rangement 10, puis fermer le boîtier de rangement 10. De façon plus précise, le procédé consiste à: ranger les moyens de raccordement 7 dans le compartiment 9, puis monter l'articulation 15, puis faire pivoter l'articulation 15 jusqu'au verrouillage du couvercle 13 par rapport au corps 12 au moyen du clip 40. La fixation du boîtier de rangement 10 à un empilage de tôles de l'enroulement statorique 2 peut se faire avant le rangement des moyens de raccordement 7 ou après la fermeture du boîtier de rangement 10 en fonction de l'accessibilité à l'intérieur moteur électrique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de connexion d'une extrémité (4) d'au moins un fil d'enroulement d'un enroulement fixe (2) et d'une extrémité (8) d'au moins un fil d'alimentation assurant l'alimentation de l'enroulement (2), le dispositif comportant des moyens de connexion électrique inamovible (7) de 5 I'extrémité (4) d'au moins un fil d'enroulement et de l'extrémité (8) d'au moins un fil d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un boîtier de rangement (10) des moyens de connexion (7). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le 10 boîtier de rangement (10) assure l'isolation électrique des moyens de connexion (7). 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de connexion comportent un manchon (7) serti sur l'extrémité (4) dénudée du fil d'enroulement et sur l'extrémité (8) dénudée du fil d'alimentation. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enroulement fixe (2) est enroulé autour d'un empilage 20 de tôles (3), et en ce que le bottier de rangement (10) est fixé sur l'empilage des tôles (3). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le boîtier de rangement (10) comporte des moyens pour assurer son 25 positionnement par rapport à l'empilage des tôles (3). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que six degrés de liberté du bottier de rangement (10) par rapport à l'enroulement fixe (2) sont supprimés. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'enroulement fixe (2) comporte un axe principal, en ce que boîtier de rangement (10) comporte au moins une alvéole (9), en ce que le positionnement du boîtier de rangement (10) est assuré de telle sorte que l'alvéole (9) s'ouvre sensiblement parallèlement à l'axe principal. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, 5 caractérisé en ce que l'enroulement fixe (2) comporte un axe principal, en ce que boîtier de rangement (10) comporte au moins une alvéole (9), en ce que le positionnement du boîtier de rangement (10) est assuré de telle sorte que l'alvéole (9) s'ouvre sensiblement perpendiculairement à l'axe principal. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de rangement (10) comporte un corps (12) et un couvercle (13) et en ce que le couvercle (13) comporte des moyens de maintien (30; 30a, 30b) des moyens de connexion électrique (7) à l'intérieur du corps (12). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de maintien des moyens de connexion électrique (7) comportent une proéminence (30) venant s'intercaler entre l'extrémité (4) du fil d'enroulement et de l'extrémité (8) du fil d'alimentation à l'intérieur du corps (12). 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de maintien des moyens de connexion électrique (7) comportent deux proéminences (30a, 30b) venant s'intercaler entre l'extrémité (4) du fil d'enroulement et de l'extrémité (8) du fil d'alimentation à l'intérieur du corps 25 (12), une première proéminence (30a) venant maintenir l'extrémité (4) du fil d'enroulement et une seconde proéminence (30b) venant maintenir l'extrémité (8) du fil d'alimentation. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, 30 caractérisé en ce que le boîtier de rangement (10) comporte une partie souple (14) reliant le corps (12) et le couvercle (13) et en ce que le corps (12), le couvercle (13) et la partie souple (14) forment une seule pièce mécanique réalisée par moulage. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 ou 12, caractérisé en ce que le boîtier de rangement (10) comporte une articulation (15) démontable du couvercle (13) par rapport au corps (12). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 ou 13, caractérisé en ce que le boîtier de rangement (10) comporte des moyens de verrouillage (40) du couvercle (13) par rapport au corps (12). 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les 10 moyens de verrouillage comportent un clip (40). 16. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de maintien (21) du fil d'enroulement plaqué contre l'enroulement fixe (2). 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens de maintien (21) forment avec le boîtier de rangement (10) une seule pièce mécanique. 18. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de rangement (10) comporte plusieurs alvéoles (9) recevant chacune les moyens de connexion (7) d'au moins un fil d'enroulement et d'au moins un fil d'alimentation. 19. Procédé de mise en oeuvre d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il consiste à: À ranger les moyens de connexion (7) dans le boîtier de rangement (10), puis fermer le boîtier de rangement (10). 30 20. Procédé selon la revendication 19, de mise en oeuvre d'un dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il consiste à ranger les moyens de connexion (7) dans l'alvéole (9), puis monter l'articulation (15), À puis faire pivoter l'articulation (15) jusqu'au verrouillage du couvercle (13) par rapport au corps (12) au moyen du clip (40). 21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 ou 20, 5 caractérisé en ce qu'il consiste à fixer le boîtier de rangement (10) à un empilage de tôles (3) de l'enroulement fixe (2) avant de ranger les moyens de connexion (7). 22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 ou 20, o10 caractérisé en ce qu'il consiste à fixer le bottier de rangement (10) à un empilage de tôles (3) de l'enroulement fixe (2) après fermeture du boîtier de rangement (10). 23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 ou 22, caractérisé en ce qu'il consiste fixer le boîtier de rangement (10) à un empilage de tôles de l'enroulement fixe (2) par collage.