Brevet FR3147457A1 — publié le 20241004

C ollecteur pour rotor bobiné Collecteur (10) pour rotor bobiné, ledit collecteur comportant : - un corps allongé (20) apte à s’engager sur un arbre de rotation (50) du rotor, et - une cloison (30) formant saillie à partir d’une paroi latérale (22) du corps (20) et s’étendant au moins partiellement le long d’un bord latéral (21) dudit corps (20), ladite cloison (30) étant positionnée de manière à venir au moins partiellement en contact d’un fil de bobinage (40) lors de l’enroulement de ce fil (40) autour dudit corps (20). Figure pour l’abrégé : Figure 1 Collecteur pour rotor bobiné La présente invention concerne un collecteur pour rotor bobiné ainsi qu’un rotor comportant un tel collecteur. L’invention concerne également un procédé d’assemblage d’un rotor bobiné. Arrière-plan technologique Les rotors bobinés pour machine électrique tournante comportent de manière classique un arbre de rotation et un corps de rotor engagé sur ledit arbre. Le corps de rotor comporte une pluralité de pôles bobinés. Afin d'assurer le passage du courant électrique dans le bobinage, le rotor comporte en outre un collecteur appelé encore « slip ring » en anglais. Ce collecteur est engagé sur l'arbre et prend appui contre un épaulement réalisé dans ledit arbre. Le collecteur comporte deux crochets réalisés en matériau conducteur auxquels sont reliées les deux extrémités du fil de bobinage. Au cours de l’opération de bobinage, le collecteur est éloigné axialement de sa position finale pour permettre le passage des outils de bobinage et sertissage. Il en résulte un espace entre l’épaulement de l’arbre précité et le collecteur. Pour enrouler le fil de bobinage autour des pôles et avant d’atteindre le premier pôle à bobiner, le fil est d’abord fixé à l'un des deux crochets du collecteur. Le fil est ensuite mis en appui sur une portion de la circonférence du collecteur, appelée dans ce qui suit « zone d’enroulement du collecteur ». Du fait de la présence de l’espace précité, lorsque le fil est enroulé sur le collecteur au niveau de la zone d'enroulement, il risque de glisser et de se positionner entre le collecteur et l’arbre. Ainsi, lors de la mise en position finale du collecteur, le fil est susceptible d'être être coincé, ce qui pourrait endommager l’émail isolant du fil. Cela peut causer un court-circuit et une mise à la masse susceptible de créer une panne immobilisante du rotor. Il existe par conséquent un besoin d'améliorer encore les collecteurs des rotors bobinés pour remédier aux inconvénients précités. L’invention vise à répondre à ce besoin, et y parvient grâce à un collecteur pour rotor bobiné, ledit collecteur comportant : un corps allongé apte à s’engager sur un arbre de rotation du rotor, et une cloison formant saillie à partir d’une paroi latérale du corps et s’étendant au moins partiellement le long d’un bord latéral dudit corps, ladite cloison étant positionnée de manière à venir au moins partiellement en contact d’un fil de bobinage lors de l’enroulement de ce fil autour dudit corps. L’invention prévoit une cloison s’étendant sur au moins une partie de la zone d’enroulement du fil sur le corps du collecteur. Cela permet de positionner le fil de bobinage sur le collecteur à sa périphérie et sans risque de glissement de ce dernier en dehors du collecteur. En effet, la cloison permet de maintenir ce fil suffisamment éloigné de l’arbre du rotor garantissant ainsi une distance d’isolement entre le fil de bobinage et l’arbre. Aussi, lors de la mise en position finale du collecteur, le fil ne risque pas d’être coincé, évitant un endommagement de l’émail isolant du fil. Par « zone d’enroulement », on entend la zone du collecteur sur laquelle le fil est susceptible de venir en appui en vue de bobiner les pôles du rotor. La « distance d’isolement » correspond à une distance séparant le fil de bobinage et une paroi de l’arbre sur lequel le collecteur vient en appui, notamment un épaulement réalisé dans l’arbre, qui permet d’éviter que le fil soit coincé lors de la mise en place du collecteur. La cloison peut être continue ou discontinue. Lorsqu’elle est discontinue, elle peut comporter au moins deux segments séparés disposés à des emplacements prédéfinis du bord latéral du corps. Par exemple, les deux segments peuvent être placés aux extrémités de la zone d’enroulement. De préférence, la cloison et le corps sont monolithiques. Par « monolithique », on entend que le corps et la cloison se présentent sous forme d’un bloc d’un seul tenant. De préférence, le corps et la cloison sont obtenus par injection. De préférence, la cloison s’étend à une distance sensiblement nulle du bord latéral du corps. La cloison peut comporter une face arrière s’étendant dans la continuité du bord latéral. De préférence, le corps est de forme générale cylindrique. La cloison peut être courbe. Elle peut présenter une courbure constante. Par exemple, celle-ci peut former un arc de cercle, concave ou convexe vers l’intérieur. De préférence, la cloison forme un arc de cercle concave vers l’intérieur. De préférence, la cloison présente une étendue angulaire par rapport à son centre de courbure comprise entre 5° et 180, mieux entre 15° et 175°, encore mieux entre 20° et 160°. De préférence, la cloison est aplatie selon un plan d’aplatissement, notamment un plan transversal du corps. La cloison peut présenter une épaisseur comprise entre 1 et 3. Le corps peut comporter un anneau apte à s’engager sur l’arbre de rotation du rotor et à partir duquel ladite cloison s’étend. La cloison peut présenter une épaisseur comprise entre 1% à 50% de la largeur de l’anneau, mieux entre 2% et 30% de cette largeur, encore mieux entre 2% et 10% de cette largeur. La largeur de l’anneau est mesurée le long d’un axe longitudinal du corps allongé. De préférence, la cloison s’étend à une distance du bord latéral de l’anneau inférieure ou égale à la mi-largeur de l’anneau, encore mieux inférieure ou égale au tiers de la largeur de l’anneau, encore mieux inférieure ou égale à 20% de la largeur de l’anneau. En particulier, la cloison s’étend à une distance sensiblement nulle du bord latéral de l’anneau. De préférence, la cloison présente un centre de courbure sensiblement identique au centre de l’anneau. La cloison peut s’inscrire dans un cercle coaxial avec l’anneau du corps allongé. De préférence, le corps comporte deux éléments de connexion, notamment des crochets, fixés au corps et définissant chacun un canal agencé pour être traversé par le fil de bobinage, ladite cloison s’étendant entre les deux éléments de connexion. L’invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un rotor de machine électrique, tournant autour d’un axe de rotation X, le rotor comportant : un arbre de rotation d’axe longitudinal X, un corps de rotor monté sur l’arbre, un collecteur comportant un corps allongé monté sur l’arbre, et une cloison formant saillie à partir d’une paroi latérale du corps et s’étendant au moins partiellement le long d’un bord latéral dudit corps, ladite cloison étant positionnée de manière à venir au moins partiellement en contact d’un fil de bobinage lors de l’enroulement de ce fil autour dudit corps. De préférence, le collecteur peut présenter tout ou partie des caractéristiques énoncées plus haut. De préférence, le corps allongé présente un axe longitudinal confondu avec l’axe de rotation X. De préférence, l’arbre comporte un épaulement venant en appui du corps, notamment d’une face arrière dudit corps. L’invention a encore pour objet, indépendamment ou en combinaison avec ce qui précède, un procédé d’assemblage d’un rotor de machine électrique, comportant les étapes consistant à: insérer un collecteur sur un arbre de rotor, notamment par translation ou sensiblement par translation suivant l’axe de rotation, jusqu’à une position intermédiaire, notamment pour permettre le passage d’un outillage de bobinage et de sertissage, disposer un fil de bobinage sur une portion de la paroi latérale du corps pour l’enrouler autour des pôles du rotor pour ainsi obtenir un rotor bobiné, l’enroulement étant effectué en guidant le fil avec une pièce de guidage placée au niveau de ladite portion de manière à maintenir le fil à une distance donnée de l’arbre de rotor. De préférence, le collecteur est un collecteur selon l’invention, la pièce de guidage correspondant à la cloison précitée. En variante, la pièce de guidage est distincte du collecteur, celle-ci faisant notamment partie de l’outillage précité. Le procédé peut comporter préalablement à l’étape b), la fixation du fil de bobinage sur un premier élément de connexion du collecteur. Le procédé peut en outre comporter ultérieurement à l’étape b), la fixation du fil de bobinage sur un deuxième élément de connexion du collecteur. L’invention a encore pour objet une machine électrique comportant un rotor selon l’invention et/ou un collecteur selon l’invention. L’invention a encore pour objet un véhicule, notamment véhicule automobile, comportant une machine électrique selon l’invention et/ou un rotor selon l’invention et/ou un collecteur selon l’invention. Brève description des figures L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemple de mise en œuvre non limitatif de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé sur lequel : La est une vue en perspective schématique et partielle d’un collecteur d’un rotor selon l’invention; La illustre le collecteur de la en position intermédiaire sur un arbre de rotation du rotor; et La illustre le collecteur de la en position finale sur l’arbre de rotation. Description de mode(s) de réalisation On a représenté aux figures 1 et 3, un collecteur selon l’invention destiné à être engagé sur un arbre de rotation 50 d’un rotor bobiné non représenté. Comme illustré, le collecteur 10 comporte un corps allongé 20 s’étendant le long d’un axe longitudinal confondu avec l’axe de rotation X du rotor. Le corps allongé 20 est de forme générale cylindrique et comporte un anneau 25 ainsi qu’un manchon 60 représenté partiellement sur les figures. Le corps 20 comportent en outre deux branches 62 reliant l’anneau 25 au manchon 60. Dans l’exemple illustré, les deux branches 7, 9 s’étendent parallèlement à l’axe de rotation X et sont coudées à leur jonction avec l’anneau. Le manchon 60 reçoit au moins une bague d’excitation non représentée. Ces bagues sont reliées à des éléments de connexion 14 et 16 qui sont fixés sur l’anneau 25. Le collecteur comporte en outre une cloison 30 formant saillie à partir d’une paroi latérale 22 du corps 20. Cette cloison 30 s’étend sur une portion 24 de ladite paroi 22 le long d’un bord latéral 21 dudit corps. Dans cet exemple, la cloison s’étend à partir de l’anneau 25. Comme illustré à la , la cloison 30 est positionnée de manière à venir au moins partiellement en contact d’un fil de bobinage 40 lors de l’enroulement de ce dernier autour dudit corps en vue de bobiner les pôles du rotor. Comme illustré, la présence de la cloison 30 permet d’empêcher le fil de glisser dans l’espace 55 formé entre le collecteur 10 et l’arbre de rotation 50, cet espace étant utile pour le passage d’un outillage de bobinage et de sertissage. Ainsi, lors de la mise en position finale du collecteur 10, le fil 40 est maintenu contre la cloison 30. Cela évite que le fil se coince entre le collecteur et l’épaulement 52 de l’arbre 50, comme cela est visible à la . Dans l’exemple illustré, la cloison 30 est continue et s’étend à une distance sensiblement nulle du bord latéral 21 du corps 20. Cette cloison 30 comporte une face arrière 32 s’étendant dans la continuité du bord latéral 21 du corps 20. Comme illustré, la cloison 30 est courbe présentant une courbure constante. Dans cet exemple, la cloison 30 forme un arc de cercle concave vers l’intérieur du corps 20. La cloison 30 présente un centre de courbure sensiblement identique au centre de l’anneau. La cloison présente une étendue angulaire α par rapport à son centre de courbure comprise entre 5° et 180, mieux entre 15° et 175°, encore mieux entre 20° et 160°. La cloison est aplatie selon un plan d’aplatissement M qui est un plan transversal du corps 20 dans l’exemple illustré. Dans cet exemple, la cloison est délimitée en vue de profil par deux plans parallèles au plan M espacées d’une distance sensiblement égale à l’épaisseur e de la cloison 30. L’épaisseur e comprise entre 1 et 3 mm. Elle représente dans l’exemple illustré entre 1% et 30% de la largeur L de l’anneau. Cette largeur L est mesurée le long d’un axe longitudinal du corps. L’invention n’est pas limitée à l’exemple qui vient d’être décrit. La cloison peut présenter une ou plusieurs discontinuité(s) de matière et/ou s’étendre partiellement sur une portion plus réduite de la paroi latérale du corps. La cloison peut avoir une forme différente que celle présentée sur les figures. Collecteur (10) pour rotor bobiné, ledit collecteur comportant : un corps allongé (20) apte à s’engager sur un arbre de rotation (50) du rotor, et une cloison (30) formant saillie à partir d’une paroi latérale (22) du corps (20) et s’étendant au moins partiellement le long d’un bord latéral (21) dudit corps (20), ladite cloison (30) étant positionnée de manière à venir au moins partiellement en contact d’un fil de bobinage (40) lors de l’enroulement de ce fil (40) autour dudit corps (20). Collecteur selon la revendication 1, la cloison (30) étant continue. Collecteur selon la revendication 1, la cloison (30) étant discontinue, la cloison comportant au moins deux segments séparés disposés à des emplacements prédéfinis du bord latéral du corps. Collecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, la cloison (30) s’étendant à une distance sensiblement nulle du bord latéral (21) du corps (20), la cloison (30) comportant notamment une face arrière (32) s’étendant sensiblement dans la continuité du bord latéral (21). Collecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, la cloison (30) étant courbe, présentant notamment une courbure constante, la cloison (30) formant de préférence un arc de cercle concave vers l’intérieur. Collecteur selon la revendication précédente, la cloison (30) présentant une étendue angulaire par rapport à son centre de courbure comprise entre 5° et 180. Collecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, la cloison (30) étant aplatie selon un plan d’aplatissement, notamment un plan transversal du corps. Collecteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, le corps (20) comportant un anneau (25) apte à s’engager sur l’arbre de rotation (50) du rotor et à partir duquel ladite cloison (30) s’étend, la cloison (30) présentant une épaisseur comprise entre 1% à 50% de la largeur de l’anneau. Rotor de machine électrique, tournant autour d’un axe de rotation X, le rotor comportant : un arbre de rotation (50) d’axe longitudinal X, un corps de rotor monté sur l’arbre et comportant une pluralité de pôles, un collecteur (10) comportant un corps allongé (20) monté sur l’arbre, et une cloison (30) formant saillie à partir d’une paroi latérale (22) du corps (20) et s’étendant au moins partiellement le long d’un bord latéral (21) dudit corps (20), ladite cloison (30) étant positionnée de manière à venir au moins partiellement en contact d’un fil de bobinage (40) lors de l’enroulement de ce fil (40) autour dudit corps (20). Rotor selon la revendication précédente, le collecteur étant tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 8. Procédé d’assemblage d’un rotor de machine électrique, comportant les étapes consistant à: insérer un collecteur (10) sur un arbre de rotor (50), notamment par translation suivant l’axe de rotation, jusqu’à une position intermédiaire, notamment pour permettre le passage d’un outillage de bobinage et de sertissage, disposer un fil de bobinage (40) sur une portion (24) de la paroi latérale (21) du corps (20) pour l’enrouler autour des pôles du rotor pour ainsi obtenir un rotor bobiné, l’enroulement étant effectué en guidant le fil avec une pièce de guidage placée au niveau de ladite portion de manière à maintenir le fil à une distance donnée de l’arbre de rotor. Procédé selon la revendication précédente, le collecteur (10) étant tel que défini à l’une quelconque des revendications 1 à 8, la pièce de guidage correspondant à ladite cloison (30). Machine électrique comportant un rotor selon la revendication 9 ou 10 et/ou un collecteur (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8. Véhicule automobile, comportant une machine électrique selon la revendication précédente et/ou un selon la revendication 9 ou 10 et/ou un collecteur selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.