Brevet FR2976140A1 — publié le 20121207

B11-0843FR 1 Dispositif de maintien d'un isolant pour rotor de moteur électrique. L'invention concerne le bobinage d'un rotor, et plus particulièrement le maintien d'un isolant séparant les fils électriquement conducteurs à bobiner d'un bloc conducteur autour duquel les fils sont bobinés. Un moteur électrique à rotor bobiné, tel qu'une machine électrique utilisée dans un véhicule automobile à traction électrique, est réalisé à partir de fils électriquement conducteurs, tels que des fils de cuivre émaillé. Les fils électriquement conducteurs sont bobinés autour d'un noyau réalisé dans un empilement de tôles électriquement conductrices. L'empilement de tôles étant solidaire de l'arbre moteur, il est nécessaire de l'isoler des fils électriquement conducteurs dans lesquels circule un courant électrique. Ceci afin d'éviter tout court-circuit et donc une défaillance du moteur. Il est connu d'isoler les fils bobinés de l'empilement de tôles en utilisant une isolation en matière plastique moulée, ou bien en utilisant du papier isolant. Afin de garder le maximum de place possible dans les encoches de l'empilement de tôles du rotor et ainsi maximiser le taux de remplissage en cuivre, l'utilisation de papier isolant, par exemple à base de papier laminé, est préférée. Ce type de papier isolant est, en effet, plus fin que les isolants plastiques. Cependant, dans le processus de réalisation du rotor bobiné, le papier isolant doit être placé puis maintenu en position dans l'encoche de l'empilement de tôles lors du déplacement de pièces entre deux étapes de production, et surtout pendant le bobinage du rotor. Le maintien de l'isolant dans l'encoche ne doit pas empêcher le placage du bobinage contre l'empilement de tôle, et ne doit donc pas être intrusif dans l'encoche au point de gêner le positionnement des fils et d'empêcher d'atteindre un bon taux de remplissage. Sur un stator, les isolants sont maintenus en position par la forme relativement fermée en V des encoches et un repli des extrémités. Cette solution n'est pas facilement utilisable sur un rotor ayant des encoches ouvertes en forme en U de l'encoche qui ne permettent pas de maintenir complètement en position l'isolant. En effet, celui-ci risque de glisser vers l'extérieur. Certains stators bobinés sur dent utilisent des pièces moulées en plastique ou du plastique directement surmoulé sur l'empilement de tôles. Cette technologie n'est pas toujours pertinente sur les empilements ou les noyaux conducteurs de grande taille car elle diminue le rendement. Dans d'autres moteurs électriques, des pièces plastiques isolantes sont utilisées pour faire le tour des dents rotor. Cependant cette solution intrusive prend trop de place dans l'encoche. L'invention propose de pallier les inconvénients mentionnés en proposant un guide tête de bobine réalisé de manière à maintenir en place dans l'encoche d'un bloc conducteur un isolant avant et/ou lors du bobinage des fils conducteurs autour du bloc conducteur. Selon un aspect, il est proposé un dispositif de guidage, par exemple un guide tête de bobine, pour le bobinage de fils électriquement conducteurs autour d'un bloc électriquement conducteur possédant au moins une encoche destinée à recevoir les fils, le dispositif comprenant au moins un ensemble de rainures de guidage, un ensemble de rainures de guidage étant disposé sur un bord du dispositif destiné à collaborer avec l'encoche du bloc, chaque rainure de guidage étant apte à recevoir un fil. Selon une caractéristique générale, le dispositif de guidage comprend au moins une dent de maintien apte à maintenir en place un isolant électrique disposé dans une encoche entre le bloc et les fils. Un dispositif de guidage tel qu'un guide tête de bobine est une pièce nécessaire pour le bobinage d'un rotor. Elle permet de guider le fil pour passer d'une encoche à une autre, ainsi qu'à guider le fil conducteur entre les pôles et jusqu'aux connexions de l'alimentation. Dans un rotor, un bloc électriquement conducteur comportera deux premières faces opposées comportant chacune une encoche et deux secondes faces opposées chacune adjacente aux deux premières faces et sur lesquelles seront montés les guides têtes de bobine. Un guide tête de bobine peut aussi servir à guider la première couche de bobinage afin d'obtenir une bonne répartition de cette première couche dans l'encoche, condition importante pour obtenir un bon bobinage dans toute l'encoche. Ce guidage est réalisé par des rainures séparées par des cannelures en bord du guide tête de bobine qui aident à positionner les fils. Un dispositif faisant rentrer dans l'encoche, par exemple, toute la largeur du guide tête bobine provoquerait une surépaisseur au niveau de la jonction entre le guide tête de bobine et l'encoche. Les fils de cuivre étant bobinés autour du bloc à l'aide de deux guides têtes, par exemple, disposés de part et d'autre des encoches, la surépaisseur créée par les guides têtes de bobine empêcherait que les fils conducteurs soient bien plaqués dans l'encoche contre l'isolant, entraînant alors une perte d'espace et une diminution du taux de remplissage. De préférence, la dent de maintien est réalisée dans le prolongement d'une cannelure séparant deux rainures de guidage. Aucun fil n'étant destiné à occuper l'espace dans le prolongement de la cannelure séparant deux rainures de guidage, la dent ne gêne pas le plaquage du fil électriquement conducteur contre l'isolant, améliorant ainsi le taux de remplissage. La dent de maintien peut avantageusement posséder une forme de pic s'épaississant à sa base. Cette forme de pic élargi à la base permet ainsi d'appliquer une force suffisante pour maintenir l'isolant en place et de plaquer l'isolant vers l'intérieur de l'encoche. Elle permet également de centrer l'isolant sur la hauteur du bloc électriquement conducteur afin d'assurer un dépassement équivalent de chaque côté du bloc. Cette forme facilite également le démoulage du dispositif de guidage. Avantageusement, le dispositif de guidage peut comprendre une dent de maintien à chaque extrémité de l'ensemble de rainures de guidage destinée à maintenir l'isolant plié sur chaque bord délimitant l'encoche. Ces dents de maintien disposées aux extrémités permettent ainsi non seulement de maintenir l'isolant en place dans l'encoche, mais également de plaquer l'isolant contre les parois remontant de l'encoche en bordure de l'encoche. De cette manière, l'isolant est maintenu contre ces parois, isolant électriquement les fils électriquement conducteurs du bloc électriquement conducteur. Le dispositif de guidage peut également comprendre un espace sous l'ensemble de rainures de guidage apte à accueillir une partie de l'isolant. L'isolant coincé sous le dispositif de guidage peut ainsi se loger dans l'espace sans déformer le dispositif de guidage et donc sans créer de bossage dégradant le bobinage et le taux de remplissage de l'encoche. De préférence, l'isolant comprend du papier laminé. L'utilisation de papier laminé pour l'isolation du bloc électriquement conducteur permet de minimiser l'épaisseur d'isolant dans l'encoche. Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de bobinage de fils électriquement conducteurs autour d'un bloc électriquement conducteur possédant au moins une encoche destinée à recevoir les fils, dans lequel on dispose un ensemble de rainures de guidage des fils à l'entrée de l'encoche, on place dans l'encoche un isolant destiné à isoler électriquement le bloc des fils, et on bobine les fils autour du bloc. Selon une caractéristique générale, on maintient l'isolant en position dans l'encoche par pincement. De préférence, le pincement de l'isolant est réalisé entre au moins une dent de maintien et l'encoche. La dent de maintien peut avantageusement être réalisée dans le prolongement d'une cannelure séparant deux rainures de guidage. Avantageusement, on peut maintenir l'isolant en position pliée sur chaque bord délimitant l'encoche à l'aide d'une dent de maintien à chaque extrémité de l'ensemble de rainures de guidage. Une partie de l'isolant peut avantageusement être glissée sous l'ensemble de rainures de guidage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de mise en oeuvre et de modes de réalisation, nullement limitatifs, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 présente un guide de bobinage de rotor selon un mode de réalisation ; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un guide tête de bobine monté sur un bloc électriquement conducteur selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 illustre une dent de maintien d'un guide tête de bobine selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 illustre une vue en perspective d'un guide tête de bobine selon un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 1 est présenté un exemple de guide de bobinage 1 d'un rotor selon un mode de réalisation de l'invention. Ce guide de bobinage 1 de rotor est réalisé dans un matériau isolant tel qu'un matériau plastique, par exemple. Le guide de bobinage 1 de rotor est réalisé de sorte à permettre le bobinage de quatre bobines. I1 comprend, en effet, quatre guides têtes de bobine 2 disposés en croix autour d'un cube 3 comprenant l'axe central de rotation du rotor. Chaque guide tête de bobine 2 comprend une portion principale 4 apte à recevoir un fil électriquement conducteur destiné à être bobiné. La portion principale 4 est délimitée par deux épaulements 5 et 6, le premier épaulement 5 séparant le cube 3 la portion principale 4, et le second épaulement 6 étant réalisé entre la portion principale 4 du guide tête de bobine 2 et une portion distale 7 du guide tête de bobine 2, en regard du premier épaulement 5. Le fil conducteur est bobiné autour de la portion principale 4 du guide tête de bobine 2 entre les deux épaulements 5 et 6 selon une direction parallèle aux épaulements 5 et 6. Les épaulements possèdent une épaisseur permettant d'enrouler le fil conducteur sur plusieurs couches autour de la portion principale 4, les épaulements 5 et 6 permettant de maintenir le fil conducteur dans l'axe de la portion principale 4. La portion principale 4 comprend des rainures de guidage 8 permettant de guider la première couche de bobinage afin d'obtenir une bonne répartition du bobinage de fil conducteur sur toute longueur de la portion principale 4 séparant les deux épaulements 5 et 6. Un ensemble de rainures de guidage 8 est réalisé sur chacun des deux bords 9 de la portion principale 4 s'étendant entre les deux épaulements 5 et 6. Le guide de bobinage 1 de rotor est destiné à être monté avec quatre blocs électriquement conducteurs, comme des empilements de tôle par exemple. De manière alternative, les quatre blocs conducteurs peuvent être couplés ensemble ou réalisés dans un même empilement de tôle de manière à former un empilement de tôle en croix. Chaque bloc électriquement conducteur est monté sur un guide tête de bobine 2. Un autre guide de bobinage 1 de rotor est alors monté de l'autre côté des blocs conducteurs. Le rotor est alors obtenu en bobinant un fil électriquement conducteur autour de chaque ensemble comprenant un bloc électriquement conducteur, un guide tête de bobine 2 du premier guide de bobinage et un guide tête de bobine 2 du second guide de bobinage. La figure 2 représente de manière plus détaillée une vue en perspective d'un guide tête de bobine 2 monté sur un bloc électriquement conducteur 10 selon un mode de réalisation de l'invention. Sur chaque face du bloc 10 adjacente à un bord 9 de la portion principale 4 du guide tête de bobine 2, le bloc électriquement conducteur 10 comprend une encoche 11 destinée à recevoir le fil électriquement conducteur. Chaque encoche 11 est alignée avec la portion principale 4 du guide tête de bobine 2 de manière à ce que l'ensemble de rainures de guidage 8 sur un bord 9 de la portion principale 4 soit en regard de l'encoche 11 correspondante et, ainsi, placer correctement les fils. Le bloc électriquement conducteur 10 est isolé électriquement des fils électriquement conducteurs disposés dans l'encoche lors du bobinage par une feuille isolante 12 de papier laminé. La feuille isolante 12 est disposée dans l'encoche 11 entre les fils électriquement conducteur et le bloc 10. Chaque bord 9 comprend trois dents de maintien 13 et 13' maintenant plaquée la feuille isolante 12 une fois disposée dans l'encoche 11. Chaque dent de maintien 13 ou 13' est réalisée dans le prolongement d'une cannelure séparant deux rainures de guidage de l'ensemble 8, comme cela est illustré plus en détail sur la figure 3. Chaque dent de maintien 13 et 13' possède une forme en pic s'épaississant à sa base permettant l'application d'une force vers l'encoche 11 permettant de plaquer la feuille isolante 12 vers l'intérieur de l'encoche. Comme cela est illustré sur les figures 2 et 3, le guide tête de bobine 2 comprend une dent de maintien 13' à chaque extrémité de l'ensemble de rainures de guidage 8, c'est-à-dire au niveau de chaque épaulement 5 et 6 du guide tête de bobine 2. Ces dents de maintien 13' maintiennent la feuille isolante 12 en place pliée contre chaque bord délimitant l'encoche 11 dans le prolongement des épaulements 5 et 6. La feuille isolante 12 isole ainsi le bloc électriquement conducteur 10 des fils électriquement conducteurs sur toute l'épaisseur du bobinage. Sur la figure 4 est illustrée une vue en perspective d'un guide tête de bobine 2 selon un mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure 4, le guide tête de bobine 2 a été représenté seul, soit sans le bloc électriquement conducteur 10, de manière à observer la face du guide tête de bobine 2 destinée à venir en contact avec le bloc 10. Le guide tête de bobine 2 comprend une cavité 14 sous chaque ensemble de rainures de guidage 8 apte à accueillir une partie de la feuille isolante 12. Sur la figure 5 est représenté de manière schématique un organigramme d'un exemple de procédé de bobinage de fils électriquement conducteur autour d'un bloc 10 selon un premier mode de mise en oeuvre. Dans une première étape 501, on dispose un premier guide tête de bobine 2 sur un bloc 10 électriquement conducteur de manière à ce que les ensembles de rainures de guidage 8 sur chaque bord 9 du premier guide tête de bobine 2 soit associés respectivement à une encoche 11 du bloc 10. Dans une seconde étape 502, on dispose une feuille de papier isolant 12 dans chaque encoche 11 du bloc 10. La feuille de papier isolant 12 est glissée entre des dents de maintien 13 et 13' de l'ensemble de rainures de guidage 8 du premier guide tête de bobine 2 et l'encoche 11 du bloc. La feuille de papier isolant 12 est ainsi maintenue en place par pincement entre les dents de maintien 13 et 13' et l'encoche 11. Dans une troisième étape 503, on dispose un second guide tête de bobine 2 sur le bloc 10 à l'opposé du premier guide tête de bobine 2 de manière à ce que les ensembles de rainures de guidage 8 sur chaque bord 9 du second guide tête de bobine 2 soit associés respectivement à une encoche 11 du bloc 10. Le second guide tête de bobine 2 est disposé de manière à ce que la feuille de papier isolant soit pincée entre les dents de maintien 13 et 13' du second guide tête de bobine 2 et l'encoche 11. Dans une étape finale 504, on bobine un fil conducteur autour de l'ensemble comprenant les deux guides tête de bobine 2 et le bloc 10. Le bobinage est réalisé de manière à ce que le fil soit toujours compris dans les encoches 11 du bloc 10 et sur la portion principale 4 de chaque guide tête de bobine 2. La première couche de bobinage est réalisée de manière à ce que chaque rainure d'un ensemble de rainures de guidage 8 comprenne un fil conducteur et qu'il n'existe pas de croisement de fils conducteurs, de sorte de maximiser le taux de remplissage. Sur la figure 6 est représenté de manière schématique un organigramme d'un exemple de procédé de bobinage de fils électriquement conducteur autour d'un bloc 10 selon un second mode de mise en oeuvre. Dans une première étape 601, on dispose un premier guide tête de bobine 2 sur un bloc 10 électriquement conducteur de manière à ce que les ensembles de rainures de guidage 8 sur chaque bord 9 du premier guide tête de bobine 2 soit associés respectivement à une encoche 11 du bloc 10. Dans une seconde étape 602, on dispose un second guide tête de bobine 2 sur le bloc 10 à l'opposé du premier guide tête de bobine 2 de manière à ce que les ensembles de rainures de guidage 8 sur chaque bord 9 du second guide tête de bobine 2 soit associés respectivement à une encoche 11 du bloc 10. Dans une troisième étape 603, on dispose une feuille de papier isolant 12 dans chaque encoche 11 du bloc 10. Chaque feuille de papier isolant 12 est glissée entre des dents de maintien 13 et 13' d'un ensemble de rainures de guidage 8 du premier guide tête de bobine 2 et l'encoche 11 du bloc 10 d'un côté et entre les dents de maintien 13 et 13' d'un ensemble de rainures de guidage 8 du second guide tête de bobine 2 et l'encoche 11 du bloc 10 de l'autre côté. La feuille de papier isolant 12 est ainsi maintenue en place par pincement entre les dents de maintien 13 et l'encoche 11. Dans une étape finale 604, on bobine un fil conducteur autour de l'ensemble comprenant les deux guides tête de bobine 2 et le bloc 11. Le bobinage est réalisé de manière à ce que le fil soit toujours compris dans les encoches 11 du bloc 10 et sur la portion principale 4 de chaque guide tête de bobine 2. Les exemples de procédé de bobinage mentionnés ne sont pas limitatifs, et toutes les variantes possibles à partir du procédé sont possibles. Le dispositif de guidage selon l'invention permet de maintenir en place l'isolant dans l'encoche de manière non intrusive, et de maintenir ainsi un taux de remplissage optimal de l'encoche pour le bobinage des fils de cuivres. REVENDICATIONS1. Dispositif de guidage (2) pour le bobinage de fils électriquement conducteurs autour d'un bloc (10) électriquement conducteur possédant au moins une encoche (11) destinée à recevoir les fils, le dispositif (2) comprenant au moins un ensemble de rainures de guidage (8), un ensemble de rainures (8) étant disposé sur un bord (9) du dispositif (2) destiné à collaborer avec ladite encoche (11) du bloc (10), chaque rainure de guidage étant apte à recevoir un fil, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une dent de maintien (13, 13') apte à maintenir en place un isolant électrique (12) disposé dans l'encoche (11) entre le bloc (10) et les fils. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la dent de maintien (13, 13') est réalisée dans le prolongement d'une cannelure séparant deux rainures de guidage. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la dent de maintien (13, 13') possède une forme de pic s'épaississant à sa base. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant une dent de maintien (13') à chaque extrémité de l'ensemble de rainures de guidage (8) destinée à maintenir l'isolant (12) plié sur chaque bord délimitant l'encoche (11). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant un espace (14) sous l'ensemble de rainures de guidage (8) apte à accueillir une partie de l'isolant (12). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'isolant (12) comprend du papier laminé. 7. Procédé de bobinage de fils électriquement conducteur autour d'un bloc (10) électriquement conducteur possédant au moins une encoche (11) destinée à recevoir les fils, dans lequel on dispose un ensemble de rainures de guidage (8) des fils à l'entrée de l'encoche (11), on place dans l'encoche (11) un isolant (12) destiné à isoler électriquement le bloc (10) des fils, et on bobine les fils autour dubloc (10), caractérisé en ce qu'on maintient l'isolant (12) en position dans l'encoche (11) par pincement. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le pincement de l'isolant (12) est réalisé entre au moins une dent de maintien (13, 13') et l'encoche (11). 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la dent de maintien (13, 13') est réalisée dans le prolongement d'une cannelure séparant deux rainures de guidage. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel on maintient l'isolant (12) en position plié sur chaque bord délimitant l'encoche (11) à l'aide d'une dent de maintien (13') à chaque extrémité de l'ensemble de rainures de guidage (8). 11. Procédé selon l'une des revendications 7 à 10, dans lequel une partie de l'isolant (12) est glissée sous l'ensemble de rainures de guidage (8).