Brevet FR3151159A1 — publié le 20250117

L’invention concerne un rotor bobiné (1, 100, 200) de moteur électrique comprenant une structure isolante (4) et au moins une bobine (2) de fil électrique (3) fixée à cette structure isolante (4), ledit fil (3) présentant plusieurs spires enroulées formant ladite bobine (2), un tronçon d’entrée (5) et un tronçon de sortie (6). Selon l’invention, la structure isolante (4) comprend au moins un dispositif de guidage (7, 10, 11, 12, 13) disposé à côté de ladite au moins une bobine (2) de manière qu’au moins un tronçon à choisir parmi le tronçon d’entrée (5) et le tronçon de sortie (6) du fil (3) soit inséré dans ledit dispositif de guidage (7, 10, 11, 12, 13), ledit dispositif de guidage (7, 10, 11, 12, 13) servant à maintenir sous tension mécanique le tronçon (5, 6) de fil (3) qui a été inséré dans celui-ci et à maintenir éloignés l’un de l’autre ledit tronçon d’entrée (5) et ledit tronçon de sortie (6). Figure pour l’abrégé : Figure 1 rotor bobiné La présente invention concerne un rotor bobiné. Lors de la fabrication d’un rotor bobiné, il est souhaitable d’avoir une organisation du fil la plus répétable et homogène possible pour la totalité des spires de chaque pôle, afin de pouvoir insérer un système de maintien et / ou de compression le plus facilement possible, et donc de garantir sa cohésion et sa tenue en centrifugation. Lors d’une opération de bobinage d’un pôle, une portion d’entrée et une portion de sortie du fil sont amenées à se croiser, engendrant un problème d’isolation électrique si l’émail du fil est détérioré ou s’il se détériore en cas de frottement, lors par exemple du fonctionnement du moteur. De plus, lors d’une opération de bobinage le passage d’un pôle à un autre peut également induire une perte de tension du fil. Ce relâchement du fil ne permet pas de garantir la position et la cohésion des fils, qui peut induire une difficulté et /ou une impossibilité de mise en place du système de maintien du bobinage. Actuellement, les procédés d’obtention du bobinage ne permettent pas de garantir une bonne homogénéité et une bonne cohésion des dernières spires, et le relâchement du fil de la dernière couche peut déboucher sur une non-conformités du rotor, à cause : -d’un non-emmanchement du système de maintien, -d’une dégradation de l’émail du fil, pouvant générer des rebus du rotor pour défaut d’isolement. Un rotor bobiné d’un moteur électrique selon l’invention s’affranchit des inconvénients rencontrés dans les rotors bobinés existants et mentionnés ci-avant. L’invention a pour objet un rotor bobiné de moteur électrique comprenant une structure isolante et au moins une bobine de fil conducteur fixée à cette structure isolante, ledit fil présentant plusieurs spires enroulées formant ladite bobine, un tronçon d’entrée et un tronçon de sortie. Selon l’invention, la structure isolante comprend au moins un dispositif de guidage disposé à côté de ladite au moins une bobine de manière qu’au moins un tronçon à choisir parmi le tronçon d’entrée et le tronçon de sortie du fil soit inséré dans ledit dispositif de guidage, ledit dispositif de guidage servant à maintenir sous tension mécanique le tronçon de fil qui a été inséré dans celui-ci et à maintenir éloignés l’un de l’autre ledit tronçon d’entrée et ledit tronçon de sortie. Le dispositif de guidage a ainsi une double fonction : -faire adopter un profil particulier au tronçon du fil conducteur qui a été inséré dans celui-ci, de façon à bloquer en translation ledit tronçon et maintenir en tension mécanique toutes les spires de la bobine, -maintenir écartés l’un de l’autre le tronçon d’entrée et le tronçon de sortie du fil afin que lesdits deux tronçons n’aient aucun contact entre eux. De cette manière, le fil conducteur est enroulé pour former la bobine avec une certaine tension mécanique réduisant les risques de formation de spires relâchées. De plus, puisque le tronçon d’entrée et le tronçon de sortie vont demeurer à distance l’un de l’autre, on diminue voire on annule les risques de court-circuit entre lesdits deux tronçons. De même, ces deux tronçons qui ont peu de chance de venir au contact l’un de l’autre, ne vont pas s’user par frottement mutuel, préservant ainsi l’intégrité du rotor bobiné. Chaque bobine de fil du rotor bobiné peut être associée, soit à deux dispositifs de guidage pour le tronçon d’entrée et pour le tronçon de sortie du fil électrique, soit à un seul dispositif de guidage pour le tronçon d’entré ou pour le tronçon de sortie dudit fil conducteur. Préférentiellement, chaque dispositif de guidage est mécanique. Il peut par exemple être représenté par une fente, une rainure, une gorge ou des pions forçant le tronçon de fil concerné à avoir un parcours sinueux. Le terme « isolant » attribué à la structure du rotor bobiné signifie « isolant électrique ». Selon une caractéristique possible de l’invention, ledit au moins un dispositif de guidage est configuré de sorte que le tronçon de fil passant par ledit dispositif de guidage adopte un profil en forme de S. Ce profil en forme de S est celui qu’adopte le tronçon de fil concerné lorsqu’il passe par le dispositif de guidage. En adoptant un tel profil en forme de S, le tronçon concerné va localement s’étendre perpendiculairement au reste dudit tronçon et va ainsi bloquer le fil sans que celui-ci ne puisse se relâcher autour de la bobine. Selon une caractéristique possible de l’invention, ledit au moins un dispositif de guidage est constitué par un pion fendu présentant une fente par laquelle transite le tronçon de fil concerné. La fente va constituer un passage dans lequel va venir se loger le tronçon de fil concerné. Avantageusement, la fente est bordée par deux bords latéraux relevés qui vont empêcher le tronçon de fil concerné de sortir de ladite fente. Le dispositif de guidage est destiné à assurer une stabilité positionnelle du tronçon de fil concerné transitant par ledit dispositif de guidage et adoptant un profil particulier. Avantageusement, la fente possède un fond ayant des dimensions légèrement supérieures à celles du tronçon de fil concerné, de sorte que ledit tronçon puisse occuper le fond de ladite fente sans introduire de jeu. Selon une caractéristique possible de l’invention, ledit au moins un pion fendu émerge de la structure isolante de manière à présenter une première extrémité qui est en contact avec ladite structure isolante et une deuxième extrémité qui est opposée à ladite première extrémité et dans laquelle a été creusée la fente. Le pion fendu saille donc de la structure isolante du rotor bobiné et oblige ainsi le tronçon de fil concerné à agrandir son parcours en passant par la fente du pion fendu. La deuxième extrémité représente la partie du pion fendu qui est la plus éloignée de la structure isolante. Selon une caractéristique possible de l’invention, la structure isolante et ledit au moins un pion fendu sont venus de matière. De cette manière, la structure isolante du rotor bobiné et les différents pions fendus seront fabriqués avec le même matériau et lors d’une même opération de fabrication. Ladite structure isolante et lesdits pions fendus forment ainsi une pièce résultante commune, faite en un seul et même matériau. Selon une caractéristique possible de l’invention, la structure isolante et ledit au moins un pion fendu sont réalisés en matière plastique rigide. De cette manière, ladite structure isolante et les différents pions fendus possèdent une bonne tenue mécanique sans alourdir significativement le rotor bobiné. Selon une caractéristique possible de l’invention, le rotor bobiné comprend deux pions fendus, dont l’un est prévu pour recevoir le tronçon d’entrée du fil conducteur et l’autre est prévu pour recevoir le tronçon de sortie dudit fil conducteur. De cette manière, les deux pions fendus vont faire adopter au tronçon d’entrée et au tronçon de sortie des profils particuliers, qui vont contribuer à maintenir une bonne tension mécanique sur le fil conducteur enroulé formant la bobine de fil et qui vont tenir lesdits deux tronçons éloignés l’un e l’autre. Selon une caractéristique possible de l’invention, les deux pions fendus sont disposés sur la structure isolante à une certaine distance l’un de l’autre de sorte que le tronçon d’entrée du fil demeure à une certaine distance du tronçon de sortie dudit fil. Pour une telle configuration, le tronçon d’entrée et le tronçon de sortie du fil électrique ne pourront pas venir au contact l’un de l’autre ou s’emmêler. Selon une caractéristique possible de l’invention, ledit au moins un dispositif de guidage est constitué de trois plots entre lesquels passe le tronçon de fil concerné, lesdits trois plots étant disposés sur la structure isolante de telle sorte qu’ils vont contraindre le tronçon de fil concerné à suivre un parcours sinueux au milieu desdits plots. Ces trois plots entre lesquels va passer le tronçon concerné, vont forcer ledit tronçon concerné à avoir un parcours sinueux entre lesdits plots, pour permettre au tronçon d’avoir une fonction de blocage du fil afin que les spires de la bobine demeurent tendues. Selon une caractéristique possible de l’invention, le rotor bobiné comprend plusieurs bobines de fil électrique, et à chaque bobine de fil est associé au moins un dispositif de guidage. Un rotor bobiné selon l’invention présente l’avantage de comprendre des bobines de fil ayant des spires tendues et donc bien ordonnées, grâce à l’utilisation judicieuse de pions fendus de guidage légers et peu encombrants. De plus, les pions fendus d’un rotor selon l’invention ont l’avantage de posséder une deuxième fonction qui est celle de maintenir à distance un tronçon d’entrée et un tronçon de sortie d’un fil conducteur enroulé formant une bobine de fil, pour empêcher une usure par frottement mutuel desdits tronçons. On donne ci-après une description détaillée d’un mode de réalisation préféré d’un rotor bobiné selon l’invention, en se référant aux figures suivantes : La est une vue de côté d’une zone d’un rotor bobiné selon l’invention, montrant une bobine de fil et deux pions fendus, La est une vue de côté d’une zone d’un rotor bobiné selon l’état de la technique, montrant une bobine de fil, un tronçon d’entrée et un tronçon de sortie dudit fil dans une première configuration, La est une vue en perspective d’une zone d’un premier mode de réalisation préféré d’un rotor bobiné selon l’invention, La est une vue de côté d’une zone d’un rotor bobiné selon l’état de la technique, montrant une bobine de fil, un tronçon d’entrée et un tronçon de sortie dudit fil dans une deuxième configuration, La est une vue en perspective d’une zone d’un deuxième mode de réalisation préféré d’un rotor bobiné selon l’invention, La est une vue schématique d’une zone d’un troisième mode de réalisation d’un rotor bobiné selon l’invention, montrant une bobine de fil et trois plots, De façon générale, un rotor 1 bobiné comprend schématiquement plusieurs pôles sous la forme de bobines 2 de fil conducteur 3, et une structure isolante 4, pouvant par exemple être réalisée en matière plastique, et sur laquelle sont fixées lesdites bobines 2 de fil conducteur 3. Le fil 3 conducteur de courant électrique est préférentiellement réalisé en métal. La structure isolante 4 est une structure isolante vis-à-vis du courant électrique. Le fil conducteur 3 qui est enroulé autour d’une bobine 2 possède un tronçon d’entrée 5 et un tronçon de sortie 6 entre lesquels sont situées une pluralité de spires. Un effort de traction exercé sur ces deux tronçons 5, 6 dans des sens opposés, permet d’obtenir des spires enroulées autour de la bobine 2, qui sont tendues sans laisser apparaitre de parties relâchées. Les rotors 1 bobinés actuels présentent au moins deux inconvénients majeurs : -une fois que l’effort de traction a été exercé sur le tronçon d’entrée 5 et/ou sur le tronçon de sortie 6 du fil 3 conducteur pour obtenir une bobine 2 de fil avec des spires tendues, il n’existe aucun élément du rotor bobiné 1 permettant de maintenir cet effort de traction. Il arrive donc assez souvent qu’au moins une spire de la bobine 2 se relâche, en dégradant les performances de ladite bobine 2, -en se référant aux figures 2 et 4, le tronçon d’entrée 5 du fil conducteur 3 et le tronçon de sortie 6 dudit fil 3 conducteur, peuvent se croiser et venir au contact l’un de l’autre. Or, une telle mise en contact des deux tronçons d’extrémité 5, 6 peut engendrer une usure desdits tronçons 5, 6 par frottement mutuel, et/ou un court-circuit entre eux, qui sont deux évènements proscrits. Afin de résoudre ces deux inconvénients, un rotor bobiné 100 selon l’invention, comprend au moins un pion fendu 7 permettant au tronçon d’entrée 5 et/ou au tronçon de sortie 6 d’être inséré dans ledit pion fendu 7 afin de maintenir une certaine distance entre lesdits deux tronçons 5, 6, et afin de bloquer le tronçon 5, 6 inséré dans le pion fendu 7 dans le but de maintenir un certain état de tension mécanique sur les spires de la bobine 2. En se référant à la , la structure isolante 4 d’un rotor bobiné 100 selon l’invention, comporte autant d’extensions 8 qu’elle ne comprend de bobines 2 de fil conducteur. Chaque extension 8 est dotée de plusieurs gorges périphériques 9 parallèles entre elles et au contact les unes des autres. Le fil conducteur 3 s’enroule autour de l’extension 8 en passant dans les gorges périphériques 9, lesdites gorges 9 préfigurant les dimensions et l’emplacement des spires de la bobine 2 autour de l’extension 8. En se référant aux figures 1, 3 et 5, la structure isolante 4 comporte au moins deux pions fendus 7 placés dans l’environnement immédiat d’une extension 8 conçue pour former la bobine 2. Le terme « environnement immédiat » signifie à une distance maximale de quelques centimètres de ladite bobine 2. Chaque pion fendu 7 est constitué par une excroissance possédant une première extrémité qui en contact avec la structure isolante 4, et une deuxième extrémité constituant la partie la plus éloignée de ladite structure isolante 4. Cette deuxième extrémité est munie d’une fente 10 destinée à recevoir, soit le tronçon d’entrée 5 du fil conducteur 3, soit le tronçon de sortie 6 dudit fil conducteur 3. Il n’existe aucune règle intangible de placement des deux pions fendus 7 par rapport à l’extension 8 matérialisant le support de la bobine 2. En effet, les deux pions fendus 7 sont placés dans l’environnement immédiat de l’extension 8, leur position étant fonction de l’orientation de ladite extension 8 sur la structure isolante 4 et du parcours que doit suivre le tronçon d’entrée 5 et le tronçon de sortie 6 du fil conducteur 3 formant la bobine 2 autour de cette extension 8. Le tronçon d’entrée 5 et/ou le tronçon de sortie 6 passent par la fente 10 du pion fendu 7 correspondant, ledit pion 7 fendu ayant pour but de faire adopter au tronçon 5, 6 considéré un profil localisé en forme de S au niveau dudit pion 7. Ces pions fendus 7 ont donc une double fonction : - assurer le guidage du tronçon d’entrée 5 et du tronçon de sortie 6 afin que ceux-ci demeurent à distance l’un de l’autre, comme cela est illustré aux figures 1, 3 et 5, -assurer le blocage du tronçon 5, 6 considéré qui est inséré dans le pion fendu 7 afin d’empêcher tout mouvement de translation dudit tronçon 5, 6. Cette fonction de blocage est optimisée lorsque le tronçon considéré 5, 6 adopte un profil à angle droit lorsqu’il traverse le pion fendu 7. Avantageusement, la structure isolante 4 et les pions fendus 7 sont venus de matière pour former une pièce résultante d’un seul tenant, fabriquée avec le même matériau lors d’une même opération de fabrication. En se référant à la , selon une autre variante de réalisation d’un rotor bobiné 200 selon l’invention, chaque pion fendu 7 est remplacé par une série de trois plots 11, 12, 13 dont la disposition particulière impose au fil conducteur 3 de suivre un parcours sinueux lorsqu’il passe entre lesdits trois plots 11, 12, 13. Ces trois plots 11, 12, 13 ont la même fonction qu’un pion fendu 7, vis-à-vis du tronçon 5, 6 de fil concerné Un rotor bobiné 100, 200 selon l’invention, peut être intégré dans tous les moteurs électriques à rotors bobinés et stators bobinés sur dent. Rotor bobiné (1, 100, 200) de moteur électrique comprenant une structure isolante (4) et au moins une bobine (2) de fil électrique (3) fixée à cette structure isolante (4), ledit fil (3) présentant plusieurs spires enroulées formant ladite bobine (2), un tronçon d’entrée (5) et un tronçon de sortie (6), caractérisé en ce que la structure isolante (4) comprend au moins un dispositif de guidage (7, 10, 11, 12, 13) disposé à côté de ladite au moins une bobine (2) de manière qu’au moins un tronçon à choisir parmi le tronçon d’entrée (5) et le tronçon de sortie (6) du fil (3) soit inséré dans ledit dispositif de guidage (7, 10, 11, 12, 13), et en ce que ledit dispositif de guidage (7, 10, 11, 12, 13) sert à maintenir sous tension mécanique le tronçon (5, 6) de fil (3) qui a été inséré dans celui-ci et à maintenir éloignés l’un de l’autre ledit tronçon d’entrée (5) et ledit tronçon de sortie (6). Rotor bobiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un dispositif de guidage (7, 10, 11, 12, 13) est configuré de sorte que le tronçon (5, 6) de fil (3) passant par ledit dispositif de guidage (7, 10, 11, 12, 13) adopte un profil en forme de S. Rotor bobiné selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un dispositif de guidage est constitué par un pion fendu (7) présentant une fente (10) par laquelle transite le tronçon (5, 6) de fil (3) concerné. Rotor bobiné selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit au moins un pion fendu (7, 10) émerge de la structure isolante (4) de manière à présenter une première extrémité qui est en contact avec ladite structure isolante (4) et une deuxième extrémité qui est opposée à ladite première extrémité et dans laquelle a été creusée la fente (10). Rotor bobiné selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la structure isolante (4) et ledit au moins un pion fendu (7) sont venus de matière. Rotor bobiné selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la structure isolante (4) et ledit au moins un pion fendu (7) sont réalisés en matière plastique rigide. Rotor bobiné selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend deux pions fendus (7), dont l’un est prévu pour recevoir le tronçon d’entrée (5) du fil électrique (3) et l’autre est prévu pour recevoir le tronçon de sortie (6) dudit fil électrique (3). Rotor bobiné selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux pions fendus (7) sont disposés sur la structure isolante (4) à une certaine distance l’un de l’autre de sorte que le tronçon d’entrée (5) du fil (3) demeure à une certaine distance du tronçon de sortie (6) dudit fil (3). Rotor bobiné selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit au moins un dispositif de guidage est constitué de trois plots (11, 12, 13) entre lesquels passe le tronçon (5, 6) de fil concerné, lesdits trois plots (11, 12, 13) étant disposés sur la structure isolante (4) de telle sorte qu’ils vont contraindre le tronçon (5, 6) de fil concerné à suivre un parcours sinueux au milieu desdits plots (11, 12, 13). Rotor bobiné selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend plusieurs bobines (2) de fil électrique (3), et en ce qu’à chaque bobine (2) de fil (3) est associé au moins un dispositif de guidage (7, 10, 11, 12, 13).