Brevet FR3033454A1 — publié le 20160909

- 1 - Isolant de stator pour machine électrique tournante. La présente invention concerne un isolant pour une machine électrique tournant destiné à recevoir un fil à enrouler pour former une bobine. Lors de la réalisation du bobinage d'un de machine tournante, un fil de cuivre est enroulé autour des dents constituant le stator. Le bobinage est constitué par exemple de plusieurs bobines chacune étant enroulé autour d'une desdites dents. Lors des enroulements de ces bobines, le fil de cuivre est soumis à une force de traction afin d'être tendu lors du bobinage de sorte que lors des croisements de spires du bobinage, des contraintes mécaniques s'exercent sur le fil d'entrée du bobinage, déformant ledit fil de cuivre et détériorant son émail par friction entrainant ainsi des risques de courts circuits. Ces contraintes sont notamment augmentées lorsque le bobinage est réalisé avec plusieurs fils de cuivre, par exemple deux fils de cuivre. Un but de la présente invention est de remédier aux inconvénients susmentionnés en proposant un isolant configuré pour permettre un bobinage exempt des inconvénients susmentionnés. Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un isolant destiné à équiper une dent de stator et à recevoir un ou plusieurs fils comprenant une portion d'entrée et une portion d'enroulement, la portion d'enroulement formant une bobine, cet isolant étant remarquable en ce qu'il comprend au moins un élément de guidage dudit fil disposé à proximité de ladite portion d'entrée de sorte que l'élément de guidage décale, lors de son enroulement, la portion d'enroulement de la portion d'entrée. L'isolant selon l'invention permet d'orienter les spires lors du bobinage diminuant ainsi les contraintes sur les fils et améliorant par conséquent, le bobinage. 3033454 - 2 - Selon un exemple de réalisation avantageux, l'isolant comprend une face latérale qui reçoit la portion d'entrée dudit ou desdits fils et ledit élément de guidage étant configuré pour exercer un décalage radial d'une partie au moins de la première spire de la portion d'enroulement par rapport à ladite portion d'entrée. 5 Selon un exemple de mise en oeuvre avantageux, l'élément de guidage présente une section trapézoïdale de sorte à présenter un angle permettant un décalage radial progressif de la première spire du ou desdits fils par rapport à la face latérale. Selon un exemple de réalisation, la face latérale de l'isolant selon 10 l'invention présente une encoche de guidage de la portion d'entrée et l'isolant présente des rainures de guidage de la partie de la portion d'enroulement formant la première couche de la bobine. Selon un mode de réalisation avantageux, l'élément de guidage est constitué par un ergot faisant saillie axiale et radiale à partir de l'isolant. 15 Selon un mode de réalisation avantageux de l'isolant destiné à recevoir une bobine comprenant plusieurs couches, l'élément de guidage présente une forme étagée de sorte que la couche strictement supérieure à 1 de la bobine soit décalée axialement par rapport à la première couche de la bobine. Selon un exemple de réalisation avantageux, l'isolant selon l'invention 20 présente un second élément de guidage disposé à l'opposé du premier élément de guidage, ledit second élément de guidage étant configuré pour incliner la portion d'enroulement après la première couche de la bobine. Selon un exemple de réalisation avantageux particulièrement adapté aux stators présentant des pieds de dents, l'isolant selon l'invention est réalisé en 25 deux parties pouvant être assemblées sur la dent. Selon un exemple de réalisation avantageux, l'isolant selon l'invention est réalisé en matériau isolant électriquement. Selon un exemple de réalisation, l'isolant selon l'invention est réalisé en polyamide 6.6. 3033454 - 3 - Selon un exemple de réalisation préféré, l'isolant selon l'invention est apte à recevoir un unique fil. Selon un exemple de réalisation préféré, l'isolant selon l'invention est apte à recevoir une paire de fils. 5 L'invention a également un stator de machine électrique tournante comprenant une pluralité de dents qui comprennent chacune un isolant tel que décrit précédemment, ledit isolant recevant un uniquement fil ou une paire de fils.Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description détaillée qui suit et des dessins annexés 10 dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective illustrant un mode de réalisation de l'isolant selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus de l'isolant selon l'invention. La figure 3 est une vue en perspective illustrant un autre mode de 15 réalisation de l'isolant selon l'invention équipant une dent de stator munie d'un pied de dent. La figure 4 est une vue analogue à la figure 3, après bobinage de deux fils de cuivre montrant les deux premières couches de la bobine et le début de la troisième couche de la bobine. 20 La figure 5 est une vue de dessus d'une dent de stator munie du dispositif selon l'invention, après bobinage de deux fils de cuivre. On se réfère auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants quoique nullement limitatifs, de réalisation de l'isolant de stator pour une machine tournante selon l'invention. 25 L'isolant 1 selon l'invention est constitué par une enveloppe destinée à équiper une dent D de stator et à recevoir un fil de cuivre F comprenant d'une portion d'entrée F1 et d'une portion de d'enroulement F2. La portion d'enroulement forme après son enroulement autour de l'isolant 1 une bobine. 3033454 - 4 - L'isolant selon l'invention est remarquable en ce qu'il comprend un élément de guidage 2 dudit fil F permettant d'orienter les spires, lors du bobinage du fil de cuivre. Cet élément de guidage 2 peut être constitué par un ergot faisant saillie axiale et radiale à partir de l'isolant 1. 5 Dans le présent exposé et dans les revendications, les termes axial(e), axialement, radial(e) et radialement, sont utilisés en référence au positionnement fonctionnel des éléments constitutifs de l'isolant, lorsque ce dernier équipe une dent de stator. C'est-à-dire, radial est suivant un rayon du stator et axial suivant l'axe du stator. Ainsi notamment l'enroulement s'entend suivant un axe constitué 10 par le rayon du stator. De préférence et avantageusement, l'isolant 1 comprend une face latérale 1 a apte à recevoir la portion d'entrée F1 du fil. Ledit élément de guidage 2 est disposé à proximité de la portion d'entrée F1 du fil F. Ainsi configuré, l'élément de guidage permet, lors de l'enroulement du fil 15 F, d'exercer un décalage radial d'une partie au moins de la première spire de la portion d'enroulement F2 du fil F, par rapport à la portion d'entrée Fl dudit fil F. De la sorte, les spires du bobinage sont orientées afin d'être écartées du fil de cuivre en entrée du bobinage et éviter ainsi toute contrainte mécanique susceptible de déformer ou de détériorer ledit fil F. 20 Selon l'exemple illustré, l'élément de guidage 2 présente une section trapézoïdale, la grande base étant disposée du coté de la portion d'entrée Fl du fil de sorte à procurer un angle permettant un décalage radial progressif de la première spire de la portion d'enroulement par rapport à la face latérale 1 a.. La hauteur de l'élément de guidage 2 est telle qu'elle permet à ce dernier 25 d'assurer sa fonction de guidage à chaque enroulement, lorsque la bobine comprend de plusieurs couches. Elle dépend donc du diamètre du ou des fils F formant le bobinage. Par exemple, selon l'exemple de réalisation illustré à la figure 3 et représentant un bobinage à trois couches, l'élément de guidage 2 présente une hauteur sensiblement égale à trois fois le diamètre du fil de cuivre. Ainsi, l'élément 2 assure sa fonction de guidage pour dévier les spires de 3033454 - 5 - chacune des trois couches d'enroulement de sorte à les écarter des portions d'entrée F1 les portions d'enroulement desdits fils. Selon le mode d'exécution représenté et particulièrement adapté pour un bobinage à deux fils en main, l'élément de guidage 2 présente une forme étagée 5 de sorte que la couche strictement supérieure à 1 de la bobine soit décalée axialement par rapport à la première couche de la bobine. De plus, les portions d'entrée F1 des fils ne sont ainsi pas gênées par l'élément de guidage 2. Selon l'exemple représenté à la figure 4 dans lequel la bobine comprend trois couches de spires, la base 2a de l'élément 2 présente une hauteur sensiblement égale à 10 deux fois le diamètre des fils F et la partie étagée 2b de l'élément 2 présente une hauteur sensiblement égale au diamètre des fils. De même, la largeur de l'élément de guidage 2 dépend du nombre de fils F dont la portion d'enroulement forme la bobine et du diamètre de ces fils. Ainsi, selon l'exemple illustré à la figure 4 représentant une bobine à deux fils, la 15 largeur de l'élément 2 en regard des portions d'entrée F1 des fils F est égale à la somme des diamètres des deux fils F. Le premier élément de guidage peut être réalisé sous la forme d'un ergot de guidage faisant par exemple saillie axiale et radiale de l'isolant. De manière avantageuse et comme représenté à la figure 2, l'isolant 1 20 selon l'invention présente un second élément de guidage qui peut être réalisé par un ergot de guidage 3 disposé à l'opposé du premier élément de guidage 2. Ce second élément de guidage 3 est configuré pour incliner le fil à enrouler après la première couche de la bobine, autrement dit, il sert de saut de spire pour la seconde couche de spires enroulées et assure encore la fonction de soutien du 25 bobinage. Le second ergot de guidage 3 présente une hauteur sensiblement égale au diamètre du ou des fils F de cuivre. Le second ergot 3 présente également l'avantage intéressant de combler l'espace entre la première et la seconde couche de spires de sorte à diminuer la présence d'air dans la bobine et favoriser la conductivité thermique. 30 Selon le mode de réalisation illustré à la figure 1, l'isolant 1 est constitué d'une seule pièce réalisée par toute méthode connue en soi, par exemple par 3033454 - 6 - moulage. Il est configuré pour pouvoir être inséré radialement sur la dent D du stator. Selon un autre mode de réalisation représenté à la figure 3 et particulièrement adapté aux stators présentant des pieds de dents, l'isolant 1 5 selon l'invention est réalisé en deux parties 1A, 1B, pouvant être assemblées sur la dent. En effet, les pieds P de dents D empêchant d'insérer l'isolant radialement, cette configuration permet d'équiper les dents de tels stators. L'assemblage des deux demi-parties 1A, 1 B, est réalisé par toute méthode connue en soi, par exemple par clipsage. 10 Selon l'exemple représenté, la face latérale 1 a de l'isolant selon l'invention présente une encoche 4 de guidage de la portion d'entrée F1 du ou des fils F. Pour assurer un meilleur guidage de la portion d'enroulement F2 formant la première couche de la bobine autour de l'isolant 1, ce dernier est encore muni de rainures 5 de guidage. 15 Généralement et de préférence, les bobines de stator sont tels que d'un coté de la dent (coté ne constituant pas l'espace inter-dents du stator), les fils sont inclinés de sorte que d'une couche à l'autre, les spires se croisent (voir figure 5) et, sur le coté opposé de la dent, les fils sont placés droits de sorte que d'une couche à l'autre, ils sont disposés en quinconce. Dans un cas non préféré 20 mais envisagé où les bobinages sont tels que les spires sont croisées sur les deux cotés de la dent (ne formant pas les espaces inter-dents), l'isolant 1 selon l'invention comporte deux éléments de guidage 2, l'un étant placé à proximité de la portion d'entrée du fil à enrouler comme mentionné ci-dessus, l'autre étant placé sur le coté opposé de la dent. 25 L'isolant selon l'invention est réalisé en tout matériau présentant de bonnes caractéristiques d'isolation électrique. Par exemple, l'isolant selon l'invention est réalisé en polyamide 6.6. REVENDICATIONS1. Isolant (1) destiné à équiper une dent (D) de stator et à recevoir un ou plusieurs fils (F) comprenant une portion d'entrée (F1) et une portion d'enroulement, ladite portion d'enroulement (F2) formant une bobine, caractérisé en ce que l'isolant comprend un élément de guidage (2) dudit fil disposé à proximité de ladite portion d'entrée de sorte que l'élément de guidage décale, lors de son enroulement, la portion d'enroulement (F2) de la portion d'entrée (F1). 2. Isolant (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une face latérale (1a) apte à recevoir la portion d'entrée (F1) du ou desdits fils (F) et ledit élément de guidage (2) étant configuré pour exercer un décalage radial d'une partie au moins de la première spire de la portion d'enroulement (F2) par rapport à ladite portion d'entrée. 3. Isolant (1) suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de guidage (2) présente une section trapézoïdale de sorte que l'élément de guidage présente un angle permettant un décalage radial progressif de la première spire du ou desdits fil par rapport à la face latérale (1a). 4. Isolant (1) suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la face latérale (1a) présente une encoche (4) de guidage de la portion d'entrée (F1) et en ce que l'isolant présente des rainures (5) de guidage de la partie de la portion d'enroulement (F2) formant la première couche de la bobine. 5. Isolant (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de guidage (2) est constitué par un ergot faisant saillie axiale et radiale à partir de l'isolant. 6. Isolant (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, la bobine comportant plusieurs couches, l'élément de guidage (2) présente une forme étagée de sorte que la couche strictement supérieur à 1 de la 3033454 - 8 - bobine soit décalée axialement par rapport à la première couche de la bobine. 7. Isolant (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé 5 en ce qu'il présente un second élément de guidage (3) disposé à l'opposé du premier élément de guidage (2), ledit second élément de guidage étant configuré pour incliner la portion d'enroulement après la première couche de la bobine. 10 8. Isolant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est réalisé en deux parties (1A, 1 B) pouvant être assemblées sur la dent (D). 9. Isolant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé 15 en ce qu'il est réalisé en matériau isolant électriquement. 10. Isolant (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est réalisé en polyamide 6.6. 20 11. Isolant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'isolant est apte à recevoir un unique fil (F). 12. Isolant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'isolant est apte à recevoir une paire de fils (F). 25 13. Stator de machine électrique tournante comprenant une pluralité de dents caractérisé en ce que chacun desdites dents comprend un isolant (1) selon l'une des revendications 1 à 12. 30