Brevet FR2936912A1 — publié le 20100409

Domaine de l'invention La présente invention concerne un rotor de machine à courant continu ayant un corps de base et des inserts magnétiques placés dans des cavités du corps de base. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un rotor de machine à courant continu. Une machine à courant continu est un moteur électrique transformant le courant continu en énergie mécanique ou encore un générateur qui inversement transforme de l'énergie mécanique en courant continu. Une machine à courant continu se compose d'un stator et d'un rotor équipé d'aimants permanents. Le stator comporte des bobines électromagnétiques ou des enroulements à plusieurs brins pour générer un champ magnétique. Le champ magnétique est dirigé par des éléments de retour de flux magnétique pour former un circuit magnétique avec le stator. Etat de la technique Le document DE 199 51 594 décrit un rotor comportant un corps de base avec des cavités. Les cavités reçoivent des aimants tenus à l'aide d'éléments à ressort. La bague de retour de flux est appliquée sur le corps de base et entoure celui-ci. La bague de retour de flux évite que les aimants ne puissent tomber des cavités du corps de base du rotor. L'inconvénient de cette solution est que le rotor se compose de plusieurs parties maintenues réunies à l'aide de la bague de retour de flux et d'éléments d'enclipsage. Cet assemblage nécessite beaucoup de temps pour la fabrication du rotor et est délicat. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un rotor économique pour une machine à courant continu. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un rotor de machine à courant continu du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que les inserts magnétiques sont au moins en partie enrobés par injection d'une matière non magnétique. 2 L'invention concerne également une machine à courant continu équipée d'un tel rotor. Enfin, l'invention concerne un procédé de réalisation d'un rotor de machine à courant continu dont le corps de base 3 comporte des inserts magnétiques placés dans des cavités du corps de base et qui sont au moins en partie enrobés par injection d'une matière non magnétique. L'invention concerne un rotor de machine à courant continu ayant un corps de base et des inserts magnétiques placés dans des cavités du corps de base. Les inserts magnétiques sont au moins en partie enrobés par injection avec une matière non magnétique. Comme on enrobe par injection les inserts du corps de base, on évite l'inconvénient de l'assemblage de pièces séparées. Cela facilite la fabrication du rotor. Il est avantageux que la matière non magnétique soit une matière plastique car ainsi cette matière n'a aucun effet sur le champ magnétique. De plus, la matière plastique utilisée est une matière légère qui réduit au minimum le poids du rotor. Il est également avantageux de fabriquer le corps de base du rotor par un procédé d'injection ou de coulée en le fabriquant ainsi en un nombre réduit d'étapes. Cela se traduit par une économie de temps et de coût pour la fabrication du rotor. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments de retour de flux ont une épaisseur de paroi asymétrique. L'épaisseur de paroi asymétrique s'obtient non seulement par une épaisseur différente, mais également par la forme donnée. Il en résulte l'avantage d'une économie de coût et de poids. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'une machine à courant continu selon l'invention, - la figure 2 montre dans ses parties 2a, 2b un rotor selon l'invention équipé de deux aimants et d'une denture interne, 3 - la figure 3 montre dans ses parties 3a, 3b un rotor selon l'invention avec des logements pour recevoir une pièce à insérer, - la figure 4 montre dans ses parties 4a, 4b un rotor selon l'invention avec une vis avant et un logement d'arbre, - la figure 5 montre dans ses parties 5a, 5b un rotor selon l'invention avec un logement pour un arbre injecté, - la figure 6 montre dans ses parties 6a, 6b un rotor selon l'invention équipé de quatre aimants pour un rotor quadripolaire avec des cavités, - la figure 7 montre dans ses parties 7a, 7b, un rotor selon l'invention équipé de deux aimants pour un rotor quadripolaire. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre une machine à courant continu comportant selon l'invention, un rotor 2 entouré par les bobines électromagnétiques 4, 5, 6, 7 d'un stator 1. Le rotor 2 se compose d'un corps de base 3, d'un logement d'arbre 12 et d'inserts magnétiques. Les inserts magnétiques se composent des deux aimants 11, 21 ainsi que des deux éléments de retour de flux 10, 20. Les aimants 11, 21 transmettent par les éléments de retour de flux 10, 20 magnétoconducteurs, le champ magnétique vers le stator 1. Les éléments de retour de flux 10, 20 ont une épaisseur de paroi asymétrique. Elle résulte des différences d'épaisseur des parois ou de la forme donnée aux éléments de retour de flux 10, 20. En variante, les inserts peuvent également se composer de quatre aimants 11, 21, 31, 41 et deux éléments de retour de flux 10, 20 ou de deux aimants 11, 21 et de quatre éléments de retour de flux 10, 20 séparés par des cavités 18. Le rotor du mode de réalisation de la figure 1 est un rotor intérieur. En variante, le rotor peut également être un rotor extérieur. Cela permet d'utiliser le rotor dans des machines à courant continu sans collecteur. Le corps de base 3 du rotor 2 est de préférence en matière plastique fabriqué par un procédé de coulée ou d'injection. Le corps de base comporte des cavités pour recevoir des inserts magnétiques placés dans le corps de base 3 et ensuite au moins en partie enrobés par injection. La mise en place et l'enrobage par injection 4 des inserts magnétiques se font de préférence au cours d'une même opération pour fixer les inserts dans la position souhaitée. De plus, l'enrobage par injection des cavités, permet de solidariser les aimants 11, 21 et les éléments de retour de flux 10, 20. Les inserts sont couverts d'une mince couche 8 d'une matière non magnétique qui n'a pas d'effet sur le champ magnétique. La couche 8 peut être appliquée seulement dans la zone des cavités, ou être fermée. La matière non magnétique est de préférence une matière plastique mais on peut également utiliser d'autres matières non magnétiques. Le logement de l'arbre de rotor 12 du mode de réalisation de la figure 1, est injecté dans le corps de base 3. Cela facilite la mise en place de l'arbre du rotor. Les figures 2-7 dans leurs parties a) et b) correspondant respectivement à une section et à une coupe longitudinale montrent d'autres modes de réalisation de l'invention. La figure 2 montre dans ses parties 2a, 2b, un rotor selon l'invention d'une machine à courant continu comportant un corps de base 13, deux aimants 11, 21, deux éléments de retour de flux 10, 20 et une denture interne 14. Il est possible d'utiliser le rotor pour une transmission planétaire. De plus, dans la zone des cavités, le rotor est enrobé par injection d'une couche de matière plastique 8. La figure 3 montre dans ses parties 3a, 3b, un rotor selon l'invention pour une machine à courant continu ayant un corps de base 23, deux aimants 11, 21, deux éléments de retour de flux 10, 20 et des logements 15 pour recevoir une couche intérieure. De plus, au niveau des cavités, le rotor comporte une couche de matière plastique 8 enveloppant le rotor. La figure 4 montre dans ses parties 4a, 4b, un rotor selon l'invention pour une machine à courant continu ayant un corps de base 33, deux aimants 11, 21, deux éléments de retour de flux 10, 20, une vis de transfert 16 et un logement d'arbre de rotor 12. La vis de transfert 16 comporte un ou plusieurs filets en hélice constitués par des tôles plates ou encore des volets en caoutchouc. En outre, au niveau des cavités, le rotor est enrobé par injection d'une couche de matière plastique 8. La figure 5 montre dans ses parties 5a, 5b, un rotor selon l'invention d'une machine à courant continu ayant un corps de base 43, deux aimants 11, 21, deux éléments de retour de flux 10, 20, et un logement d'arbre de rotor 12. Le logement 12 d'arbre de rotor, est 5 réalisé par injection dans le rotor pour faciliter la mise en place de l'arbre de rotor. De plus, dans la zone des cavités, le rotor comporte un manchon formé d'une couche de matière plastique 8. La figure 6 montre dans ses parties 6a, 6b, un rotor selon l'invention d'une machine à courant continu ayant un corps de base 53, quatre aimants 11, 21, 31 41, quatre éléments de retour de flux 10, 20, un logement 12 pour l'arbre de rotor et des cavités 17. Ce mode de réalisation est conçu pour un rotor quadripolaire. Au niveau des cavités, le rotor est enrobé par injection d'une couche de matière plastique 8. La figure 7 montre dans ses parties 7a, 7b, un rotor selon l'invention d'une machine à courant continu ayant un corps de base 63, deux aimants 11, 21, quatre éléments de retour de flux 10, 20, et un logement 12 pour l'arbre de rotor. Les éléments de retour de flux sont séparés les uns des autres par des cavités 18. Dans la zone des cavités, le rotor est muni d'une couche de matière plastique 8 injectée.25 REVENDICATIONS1 °) Rotor de machine à courant continu ayant un corps de base (3, 13) et des inserts magnétiques placés dans des cavités du corps de base, caractérisé en ce que les inserts magnétiques (10, 20, 11, 21) sont au moins en partie enrobés par injection d'une matière non magnétique. 2°) Rotor de machine à courant continu selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière non magnétique est une matière plastique. 3°) Rotor de machine à courant continu selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les inserts comportent au moins deux aimants (11, 21) et au moins deux éléments de retour de flux (10, 20). 4°) Rotor de machine à courant continu selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments de retour de flux (10, 20) ont une épaisseur de paroi asymétrique. 5°) Machine à courant continu comportant un rotor (2) selon les revendications 1 à 4, ainsi qu'un stator (3). 6°) Procédé de fabrication d'un rotor d'une machine à courant continu dont le corps de base (3) comporte des inserts magnétiques placés dans des cavités du corps de base et qui sont au moins en partie enrobés par injection d'une matière non magnétique. 7°) Procédé de fabrication d'un rotor d'une machine à courant continu selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' on place des inserts magnétiques et on les enrobe par un procédé de coulée ou d'injection.358°) Procédé de fabrication d'un rotor d'une machine à courant continu selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la matière non magnétique est une matière plastique.5