Machine dynamoélectrique. La présente invention concerne une ma chine dynamo- électrique dont l'un des élé ments coopérants (stator, rotor) comporte un noyau formé de segments de tôle en matière magnétique.
Jusqu'à présent l'exécution pratique était telle que chaque segment de noyau dans le stator ou dans le rotor, suivant le cas, était muni de languettes en saillie, ordinairement en forme de queue d'aronde ou présentait des échancrures de forme rectangulaire ou en queue d'aronde placées de façon que cha que extrémité du segment s'étend au delà de la languette ou rainure la plus rapprochée de cette extrémité d'une distance égale à la moitié de la distance entre des languettes ou rainures adjacentes, les segments étant assemblés de façon que les languettes ou échancrures viennent en prise avec des rai nures ou saillies de forme correspondante sur le corps du stator ou du rotor auquel le noyau est-destiné.
D'habitude, les segments adjacents dans des couches successives sont disposés de façon à recouvrir les joints. On a également proposé de construire le noyau en segments de tôle ayant à chaque extré mité une fente formée et disposée de façon à coopérer avec des barres de forme corres pondante fixées sur le corps du stator ou sur le corps de rotor,, suivant le cas, ou for mant une partie de ceux-ci.
L'invention se rapporte en particulier à une machine dynamoélectrique dont l'un des éléments coopérants (stator, rotor) comporte un noyau formé de segments de tôle en quinconce ayant à chaque extrémité une partie d'emboîtement (échancrure ou saillie) disposée pour s'engager avec des parties d'emboîtement (saillies ou échancrures) de forme correspondante prévues sur des barres de retenue portées par le corps dudit élé ment, afin d'établir des joints d'emboîtement pour la retenue en place des segments,
et elle est caractérisée en ce que ces barres de retenue sont établies et réparties autour de la périphérie du corps de l'élément de ma chine de façon à permettre de donner à chaque segment de tôle une forme rectiligne sur au moins une grande partie du bord du segment qui est adjacent à la périphérie du corps de l'élément de machine avec un in terstice entre ledit bord et la barre de rete nue située entre les extrémités de .celui-ci.
Avec cette construction, les parties d'emboî tement sont placées, d'une part, de façon à provoquer un minimum de préjudice au cir cuit magnétique du noyau et, d'autre part, de façon à utiliser la matière qui viendrait: autrement à l'intérieur du bord raclé, alors qu'on peut réaliser, en outre, une économie de matière appréciable et une simplification des étampes servant au découpage des seg ments.
Si l'espacement des barres de retenue est relativement petite, une échancrure peu profonde peut être prévue dans le bord de segment adjacent à la périphérie du corps de l'élément de machine afin d'éviter la barre qui se trouve entre les extrémités du- dit bord, mais si l'espacement desdites barres est grand, ce bord de segment peut être formé par trois lignes droites disposées de façon qu'un interstice assez petit soit prévu entre le segment et la barre qui se trouve entre les extrémités de celui-ci.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 est une vue- simplifiée d'un corps ou culasse de stator d'une machine dynamoélectrique montrant la disposition des barres de retenue pour les segments de tôle constitutifs de noyau; La fig. 2 montre, à une plus grande échelle, un segment de tôle prévu à ses extrémités d'échancrures d'emboîtement; La fig. 3 montre, à grande échelle, un fragment de segment de tôle avec une échan crure d'emboîtement en détail;
La fig. 4 montre la position des segments de tôle dans des couches successives par rapport à trois barres de retenue adjacentes; La fig. 5 montre une manière de décou page ou emboutissage des segments à échan crures dans une bande de tôle; La fig. 6 montre un segment de tôle avec des échancrures d'emboîtement et les enco ches usuelles pour les conducteurs en condi tion pour le montage dans le corps du stator de la machine; Les fig. 7 et 8 montrent des variantes de la disposition représentée à la fig. 4; La fig. 9 montre une forme d'exécution dans laquelle les segments de tôle sont mu nis de saillies.
Le corps ou la culasse de stator repré- semé d'une machine dynamoélectrique, re présentée à la fig. 1, comporte une paire de plaques similaires 1, à grande couverture centrale, espacées l'une de l'autre et sup portant une pièce de couverture 2 en forme de U. Les plaques 1 sont formées comme représenté à la fig. 1 et sont disposées de façon que leurs bords intérieurs circulaires 3 sont coaxiaux à l'axe de la machine. Dans les bords 3 sont formés des évidements 4.
uniformément répartis sur la circonférence; les évidements correspondants dans les deux plaques 1 étant alignés axialement. Ces évi dements sont disposés pour recevoir des barres de retenue 5 qui sont sensiblement rectilignes sans être tordues, leur section transversale étant rectangulaire. Les barres 5 sont fixées dans les évidements 4 par voie de soudure et, lors de leur fixation, on a pris des précautions pour éviter que la section transversale de la barre ne soit tordue ou autrement endommagée par l'opération de soudage.
Les barres de retenue 5 servent à rece voir les segments de tôle en matière magné tique 6 constituant le noyau; désignés par la suite simplement comme segments, pour les maintenir en position, comme représenté aux fig. 2 et 3.
A la fig. 2, on a représenté un segment 6 ayant un bord supérieur et un bord infé rieur rectilignes 7 et 8 respectivement et des bords latéraux radiaux rectilignes 9. Aux angles, oh les bords latéraux 9 rencontrent le bord supérieur 8, on a prévu des échan crures 10 dont la forme correspond à la forme transversale des barres 5 qui sont indiquées en traits mixtes à la fig. 2.
Comme représenté à la fig. 3, une partie 11 des bords délimitant l'échancrure 10 est parallèle au bord latéral radial 9 du seg ment, tandis qu'une partie 12 est perpendi culaire à ce bord radial 9, ces parties 11 et 12 venant prendre point d'appui sur les faces correspondantes de la barre 5 lorsque le segment est monté, de façon à empêcher ainsi le mouvement du segment dans une direction radiale aussi bien que circonféren- tielle. L'échancrure- 10 est taillée en 13 au fond de l'angle afin de permettre de faire glisser les segments plus facilement le long des barres lors de l'assemblage du noyau.
Les barres de retenue 5 sont réparties sur le bord périphérique intérieur 3 des pla ques 1 de sorte que, lorsque le segment 6 est monté avec ses échancrures d'extrémité 10 emboîtant les faces des barres 5 corres pondantes, il existe un jeu suffisant entre le bord arrière ou extérieur 8 du segment et la barre de retenue qui se touve entre les barres aux extrémités du segment.
Le noyau est constitué par une série de couches de segments adjacents avec des barres adja centes 5 venant alternativement en prise avec des échancrures d'extrémité 10 de seg ments dans les couches successives, de sorte que les joints d'emboîtement des segments adjacents dans des couches successives sont placés en quinconce ou décalés les uns par rapport aux autres de la manière usuelle.
Le décalage des joints d'emboîtement entre des couches successives de segments est représenté plus clairement à la fig. 4 qui montre les positions relatives de trois seg ments 6, 6' et 6" et trois barres de retenue adjacentes 5, 5' et 5".
Deux segments adja cents 6' et 6" dans la même couche sont indiqués en pointillé avec leurs échancrures adjacentes emboîtant la barre 5', tandis que le segment 6, indiqué en traits pleins, est superposé aux segments 6' et 6" avec ses échancrures d'extrémité emboîtant les barres 5 et .5". Comme représenté, il existe titi jeu approprié entre le bord extérieur rectiligne 8 du segment 6 et la barre intermédiaire 5'.
Il est très avantageux de former le seg ment 6 avec un bord pratiquement rectiligne sur son bord extérieur ou sur une grande partie au moins du bord qui est situé près du bâti, parce qu'il est alors possible de disposer ce bord de façon qu'il constitue le bord effectif de la feuille en tôle dans la quelle le segment est découpé, comme on la reçoit du laminoir, c'est-à-dire non coupée par l'outil d'estampage.
Dans la forme de segment représentée à la fig. 2, dans laquelle ce bord 8 est une ligne droite entre les échancrures d'extrémité 10, le segment peut être découpé ou estampé dans une bande de tôle 15 de manière très économique et avec des outils considérablement simplifiés, comme on le comprend à l'examen de la fig. 5.
On verra également à la fig. 5 qui, grâce à l'arrangement des échancrures d'emboîte ment 10 aux extrémités des segments, ou obtient le minimum de déchets, lorsqu'on découpe plusieurs segments dans la bande 15.
Après avoir découpé ou estampé les seg ments à échancrures 6 dans la bande 15, ils sont soumis à un découpage ou estam page ultérieur pour y former les encoches pour les conducteurs et ainsi de suite de manière usuelle, le segment étant représenté en fig. 6 dans sa forme prête au montage dans le corps de stator.
Lorsque les barres de retenue 5 sont construites et disposées autour du bord in térieur des plaques de support 1 de telle façon que la distance entre la corde reliant les points de contact du bord de contour des échancrures aux barres de retenue le long du bord de segment extérieur qui doit être placé en regard de la plaque de support et la barre, qui se trouve entre les barres de retenue placées aux extrémités du segment a une valeur qui est considérablement plus grande qu'un interstice approprié, le bord de segment extérieur peut être conformé de la manière représentée à la fig. 7.
La variante de la fig. 7 est similaire à la forme d'exécution de la fig. 4, mais les barres 5, 5' et 5" ont une division angulaire légèrement plus grande. Dans ce cas, le bord extérieur du segment 6 est conformé suivant trois lignes droites 17, 18 et 19 entre les échancrures d'extrémité emboîtant les barres 5 et 5,', et l'arrangement est tel qu'un jeu approprié est admis entre le bord 18 et la barre médiane 5', et l'aire du segment est ainsi maintenue aussi grande que faire se peut.
Dans une autre variante représentée à la fig. 8, dans laquelle l'espacement des barres 5, 5' et 5" est plus petit que celui repré senté à la fig. 4, il n'existe pas un jeu suf fisant entre la corde et la barre médiane 5' et pour cette raison un évidement peu pro fond 16 est découpé dans la partie médiane du segment 6 sur le bord extérieur 8 entre les échancrures d'extrémité 10 de façon qu'on obtient ainsi un jeu suffisant entre ce bord et la barre intermédiaire 5'.
Les barres de retenue peuvent être soli daires du bâti de stator ou du corps de rotor ou peuvent consister en des pièces séparées comme dans la forme d'exécution décrite. Lorsque les barres de -retenue sont établies comme pièces séparées, elles peuvent être laminées ou étirées en une matière appro priée, et bien que la section transversale des barres soit -de préférence rectangulaire, on peut employer d'autres profils comme, par exemple, celui représenté à la fig. 8.
L'invention n'est pas limitée au type de stator en acier doux soudé, mais elle peut également être appliquée à un stator du type ayant un corps en fonte. En outre, les échancrures formées dans les segments de tôle peuvent être remplacés par des saillies appropriées placées de façon similaire aux extrémités des segments et disposées pour coopérer avec des échancrures de forme cor respondante formées dans les barres de re tenue du corps de stator ou corps de rotor.
Un exemple d'une pareille construction est représenté à la fig. 9, dans laquelle le segment 6 est muni, à chaque extrémité, d'une saillie 20. La saillie 20 se trouvant à une extrémité d'un segment conjointement avec la saillie adjacente d'un segment abou tant se logent dans une partie fourchue de forme correspondante d'une barre de retenue 21 qui peut former une nervure du corps de stator (non représenté). Les bords coopérants de la saillie et de ladite partie fourchue sont établis de façon à assujettir le segment dans la direction radiale aussi bien que dans la direction tangentielle.
Il est à noter que ces saillies 20 peuvent être formées dans le bord rectiligne de la feuille dans laquelle on découpe le segment, comme indiqué en pointillé, pour utiliser la matière qui serait autrement enlevée au découpage du bord.
Bien qu'on ait décrit l'invention dans ses formes d'exécution comme étant appliquée au stator d'une machine dynamoélectrique, il va de soi qu'elle peut tout aussi bien être appliquée au rotor d'une pareille ma chine.
Dynamoelectric machine. The present invention relates to a dynamo-electric machine in which one of the cooperating elements (stator, rotor) comprises a core formed of sheet metal segments of magnetic material.
Until now the practical execution has been such that each core segment in the stator or in the rotor, as the case may be, has been provided with protruding tongues, usually in the form of a dovetail or has notches of rectangular shape or dovetail placed so that each end of the segment extends beyond the tongue or groove closest to that end by a distance equal to half the distance between adjacent tongues or grooves, the segments being assembled so that the tabs or notches engage with grooves or projections of corresponding shape on the body of the stator or rotor for which the core is intended.
Usually, adjacent segments in successive layers are arranged to overlap the joints. It has also been proposed to construct the core in sheet metal segments having at each end a slot formed and arranged so as to cooperate with bars of corresponding shape fixed to the body of the stator or to the body of the rotor, as the case may be. , or forming part of them.
The invention relates in particular to a dynamoelectric machine, one of the cooperating elements of which (stator, rotor) comprises a core formed of staggered sheet metal segments having at each end a fitting part (notch or projection) arranged for s '' engage with fitting parts (projections or notches) of corresponding shape provided on retaining bars carried by the body of said element, in order to establish interlocking joints for the retention in place of the segments,
and it is characterized in that these retaining bars are established and distributed around the periphery of the body of the element of the machine so as to make it possible to give each segment of sheet a rectilinear shape over at least a large part of the edge of the segment which is adjacent to the periphery of the body of the machine element with an interstice between said edge and the bare rete bar located between the ends thereof.
With this construction, the interlocking parts are placed, on the one hand, so as to cause a minimum of damage to the magnetic circuit of the core and, on the other hand, so as to use the material which would otherwise come to light. inside the scraped edge, while it is also possible to achieve an appreciable saving in material and a simplification of the stamps used for cutting the segments.
If the spacing of the retaining bars is relatively small, a shallow indentation can be provided in the segment edge adjacent to the periphery of the machine element body in order to avoid the bar which sits between the ends of the- said edge, but if the spacing of said bars is large, this segment edge can be formed by three straight lines arranged so that a fairly small gap is provided between the segment and the bar which is located between the ends thereof. this.
Embodiments of the object of the invention are shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: FIG. 1 is a simplified view of a body or stator yoke of a dynamoelectric machine showing the arrangement of the retaining bars for the constituent sheet metal segments of the core; Fig. 2 shows, on a larger scale, a segment of sheet metal provided at its ends with interlocking notches; Fig. 3 shows, on a large scale, a fragment of a sheet metal segment with an interlocking cutout in detail;
Fig. 4 shows the position of the sheet metal segments in successive layers relative to three adjacent retaining bars; Fig. 5 shows a way of cutting or stamping notched segments in a strip of sheet metal; Fig. 6 shows a segment of sheet metal with fitting notches and the usual notches for the conductors in condition for mounting in the body of the stator of the machine; Figs. 7 and 8 show variants of the arrangement shown in FIG. 4; Fig. 9 shows an embodiment in which the sheet metal segments are provided with protrusions.
The stator body or yoke represented by a dynamoelectric machine, shown in fig. 1, comprises a pair of similar plates 1, with large central cover, spaced apart from each other and supporting a U-shaped cover piece 2. The plates 1 are formed as shown in FIG. 1 and are arranged so that their circular inner edges 3 are coaxial with the axis of the machine. In the edges 3 are formed recesses 4.
evenly distributed around the circumference; the corresponding recesses in the two plates 1 being axially aligned. These recesses are arranged to receive retaining bars 5 which are substantially rectilinear without being twisted, their cross section being rectangular. The bars 5 are fixed in the recesses 4 by welding and, when fixing them, precautions have been taken to prevent the cross section of the bar from being twisted or otherwise damaged by the welding operation.
The retaining bars 5 are used to receive the sheet metal segments of magnetic material 6 constituting the core; designated hereafter simply as segments, to keep them in position, as shown in FIGS. 2 and 3.
In fig. 2, there is shown a segment 6 having a rectilinear upper edge and a lower edge 7 and 8 respectively and rectilinear radial side edges 9. At the angles, where the side edges 9 meet the upper edge 8, cutouts have been provided. 10, the shape of which corresponds to the transverse shape of the bars 5 which are indicated in phantom in FIG. 2.
As shown in fig. 3, part 11 of the edges delimiting the notch 10 is parallel to the radial lateral edge 9 of the segment, while a part 12 is perpendicular to this radial edge 9, these parts 11 and 12 coming to bear on the corresponding faces of the bar 5 when the segment is mounted, thereby preventing movement of the segment in a radial as well as circumferential direction. The notch 10 is cut 13 at the bottom of the corner to allow the segments to slide more easily along the bars when assembling the core.
The retaining bars 5 are distributed over the inner peripheral edge 3 of the plates 1 so that, when the segment 6 is mounted with its end notches 10 interlocking the faces of the corresponding bars 5, there is sufficient clearance between the rear or outer edge 8 of the segment and the retaining bar which is located between the bars at the ends of the segment.
The core is made up of a series of layers of adjacent segments with adjacent bars 5 alternately engaging end notches 10 of segments in successive layers, so that the joints of adjacent segments fit into interlocking joints. Successive layers are staggered or offset with respect to each other in the usual manner.
The offset of the interlocking joints between successive layers of segments is shown more clearly in FIG. 4 which shows the relative positions of three segments 6, 6 'and 6 "and three adjacent retaining bars 5, 5' and 5".
Two segments adjoining 6 'and 6 "in the same layer are indicated in dotted lines with their adjacent notches interlocking bar 5', while segment 6, indicated in solid lines, is superimposed on segments 6 'and 6" with its notches. end fitting the bars 5 and .5 ". As shown, there is a suitable clearance between the straight outer edge 8 of the segment 6 and the intermediate bar 5 '.
It is very advantageous to form the segment 6 with a substantially rectilinear edge on its outer edge or over at least a large part of the edge which is located near the frame, because it is then possible to arrange this edge so that it constitutes the effective edge of the sheet metal in which the segment is cut, as it is received from the rolling mill, that is to say not cut by the stamping tool.
In the form of a segment shown in FIG. 2, in which this edge 8 is a straight line between the end recesses 10, the segment can be cut or stamped from a strip of sheet metal 15 very economically and with considerably simplified tools, as understood in examination of fig. 5.
It will also be seen in FIG. 5 which, thanks to the arrangement of the interlocking indentations 10 at the ends of the segments, or obtains the minimum amount of waste, when several segments are cut from the strip 15.
After having cut or stamped the scalloped segments 6 in the strip 15, they are subjected to a subsequent cutting or stamping to form there the notches for the conductors and so on in the usual manner, the segment being shown in FIG. 6 in its form ready for assembly in the stator body.
When the retaining bars 5 are constructed and arranged around the inner edge of the support plates 1 such that the distance between the cord connecting the contact points of the contour edge of the notches to the retaining bars along the segment edge outside which must be placed opposite the support plate and the bar, which is between the retaining bars placed at the ends of the segment has a value which is considerably greater than a suitable gap, the outer segment edge can be conformed as shown in FIG. 7.
The variant of FIG. 7 is similar to the embodiment of FIG. 4, but bars 5, 5 'and 5 "have a slightly larger angular division. In this case, the outer edge of segment 6 is shaped along three straight lines 17, 18 and 19 between the end notches interlocking the bars 5 and 5 ', and the arrangement is such that a suitable clearance is allowed between the edge 18 and the middle bar 5', and the area of the segment is thus kept as large as possible.
In another variant shown in FIG. 8, in which the spacing of the bars 5, 5 'and 5 "is smaller than that shown in fig. 4, there is not sufficient clearance between the chord and the middle bar 5' and for this reason a shallow recess 16 is cut in the middle part of the segment 6 on the outer edge 8 between the end notches 10 so that sufficient play is thus obtained between this edge and the intermediate bar 5 '.
The retaining bars may be integral with the stator frame or the rotor body or may consist of separate pieces as in the embodiment described. When the retaining bars are established as separate pieces, they can be rolled or stretched of a suitable material, and although the cross section of the bars is preferably rectangular, other profiles can be employed such as, for example, the one shown in FIG. 8.
The invention is not limited to the type of welded mild steel stator, but it can also be applied to a stator of the type having a cast iron body. In addition, the notches formed in the sheet metal segments can be replaced by suitable projections similarly placed at the ends of the segments and arranged to cooperate with correspondingly shaped notches formed in the retaining bars of the stator body or body. rotor.
An example of such a construction is shown in FIG. 9, wherein the segment 6 is provided at each end with a protrusion 20. The protrusion 20 at one end of a segment together with the adjacent protrusion of an abou so segment is housed in a forked portion of corresponding form of a retaining bar 21 which can form a rib of the stator body (not shown). The co-operating edges of the protrusion and said forked portion are set so as to secure the segment in the radial direction as well as in the tangential direction.
Note that these protrusions 20 may be formed in the straight edge of the sheet from which the segment is cut, as shown in dotted lines, to use material which would otherwise be removed when cutting the edge.
Although the invention has been described in its embodiments as being applied to the stator of a dynamoelectric machine, it goes without saying that it can just as well be applied to the rotor of such a machine.