EP1886398A2 - Dispositif pour monter un bobinage et des cales de fermetures dans des encoches - Google Patents

Dispositif pour monter un bobinage et des cales de fermetures dans des encoches

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Publication number
EP1886398A2
EP1886398A2 EP06794434A EP06794434A EP1886398A2 EP 1886398 A2 EP1886398 A2 EP 1886398A2 EP 06794434 A EP06794434 A EP 06794434A EP 06794434 A EP06794434 A EP 06794434A EP 1886398 A2 EP1886398 A2 EP 1886398A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
insertion block
axial
notch
axially
fins
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP06794434A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Denis Bodin
Alain Defebvin
Jean-Pierre Chochoy
Michel Jaze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP1886398A2 publication Critical patent/EP1886398A2/fr
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06—Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062—Windings in slots; salient pole windings
    • H02K15/065—Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves
    • H02K15/067—Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves inserted in parallel to the axis of the slots or inter-polar channels
    • H02K15/068—Strippers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/06—Embedding prefabricated windings in machines

Definitions

  • the invention proposes a device for mounting a winding and closing wedges in notches of a bundle of sheets of a rotating electrical machine.
  • the invention more particularly proposes a device for mounting at least one winding and axial shims in axial notches of a bundle of sheets, each axial notch opens axially in the radial faces of the front and rear axial end of the a bundle of sheets and has a groove which opens into the internal cylindrical face of the bundle of sheets, of the type which comprises:
  • a winding insertion block in the notches which is mounted to move coaxially with the sheet bundle from an initial rear position in which the insertion block is situated axially behind the rear face of the sheet bundle, and which is shaped so as to deform the winding to introduce a portion of the winding into each slot during its forward movement;
  • the stator of a polyphase type rotating electrical machine such as a motor vehicle alternator, is produced by axially inserting one or more windings into an annular sheet package by the intermediate of an insertion block.
  • the grooves of the notches are closed, or closed off, by axial closing wedges, to maintain the position in position of each part of the winding (s) in the associated notch.
  • US-A-4,521,958 discloses such a device for mounting windings in the notches of the sheet package, which comprises a movable insertion block coaxially with the sheet package, and means for introducing the closing blocks in the associated notches.
  • the wedge insertion means comprise an axial rod associated with each wedge which is adapted to axially push the wedge to introduce it into the associated notch.
  • each rod is relatively reduced, while the length of the rod and the amplitude of the efforts of introduction of the wedges into the notches are important.
  • each rod is likely to be subject to a buckling phenomenon during the axial thrust of the associated shim in the notch, which does not allow to obtain a precise axial positioning of each shim in the associated notch.
  • the risk of buckling is limited when the sheet package has 3 notches per pole, that is to say a 36 notches for 12 poles or 48 notches for 1 6 poles.
  • stator slots so that the package of plates has 6 slots per pole, or 72 notches for 12 poles or 96 notches for 1 6 poles.
  • the increase in the number of notches involves an increase in the number of axial rods used to push all the holds, while the volume in which the axial rods evolve remains the same. Therefore, the increase in the number of notches involves a reduction in the section of each axial rod which is then subject to a greater risk of buckling.
  • the object of the invention is to propose a device for producing such a stator for which the risk of deformation of the insertion means of the holding wedges is reduced.
  • the invention proposes a device of the type described above, characterized in that the means for mounting the wedges in the associated notches are carried radially by the insertion block, so that each wedge is secured to the block insertion slid forward with respect to the sheet package.
  • the insertion block is mounted to slide axially with respect to the sheet bundle from the initial rear position to at least one front position for which each part of the coil is introduced into the associated notch and for which each shim is in the assembled position;
  • the associated notch the insertion block comprises a rear heel associated with each shim, which protrudes radially outwards with respect to an external cylindrical face of the insertion block, the radial front edge of the heel of which is able to bear axially forwardly against the trailing end edge of the associated shim to push the shim forwards when axial sliding back and forth of the insertion block relative to the sheet package;
  • each heel is carried by a radial fin of the insertion block
  • each fin extends in the median radial plane of a radial groove of the associated notch, so that the fin is able to slide axially in the associated groove during the axial sliding of the block relative to the sheet bundle;
  • Each fin is movably mounted relative to the insertion block between a radially outer deployed position, wherein the leading edge of the heel is located radially to the right of the rear end edge of the associated shim, and a radially inner retracted position, wherein the heel is located radially recessed relative to the associated shim;
  • each fin is mounted to slide radially relative to the insertion block
  • the device comprises elastic means for returning the fins in retracted internal position
  • the device comprises wing drive means which comprise a central pusher which is axially slidably mounted in the insertion block, and complementary sections formed in each fin;
  • the pusher is movable axially in the insertion block between a rear position for which the fins are in the retracted internal position and a front position for which the fins are in the outer deployed position;
  • the device comprises a rear drive shaft of the insertion block sliding axially relative to the package of plates, and the fins are driven in sliding radially relative to the insertion block via the drive shaft;
  • the fins drive means sliding radially relative to the insertion block are shaped so that when the insertion block is driven in axial sliding forwardly relative to the sheet package, the fins are in position. externally deployed, and when the insertion block is driven in axial sliding backwards with respect to the sheet bundle, the fins are in retracted internal position;
  • the device comprises means for loading the shims on the insertion block which are positioned axially below the sheet bundle;
  • the means for loading the shims are positioned axially so that the wedges are loaded on the insertion block when it is in its initial rear position with respect to the sheet bundle;
  • the means for loading the shims are positioned axially so that the shims are loaded on the insertion block when the insertion block is in an intermediate position situated in front of the initial rear position, in which the insertion block deformed the winding in part.
  • FIG. 1 is a perspective view from above of a device for mounting a winding in the notches of a package of sheets having three notches per pole;
  • FIG. 2 is a perspective view from below of a sector of a stator for which a winding and shims are mounted in notches of a bundle of sheets having six notches per pole;
  • FIG. 3 is a schematic perspective representation of the insertion block according to the invention.
  • FIG. 4A is an enlarged detail of the insertion block shown in Figure 3, showing the radial fins in the retracted position;
  • Figure 4B is a view similar to that of Figure 4A, wherein the radial fins are in the deployed position;
  • FIGS. 5A to 5F are schematic radial sectional representations of the device according to the invention showing various steps of mounting a portion of a winding and a closing wedge in the notch associated with the sheet package;
  • FIG. 6 is a view in axial section of the insertion block equipped with the central pusher and the rear drive shaft of the insertion block;
  • FIG. 7 is a view of a notch in FIG. 2;
  • Figures 8 to 1 0 are views similar to Figure 7 with mounting holding wedges of different shapes.
  • the direction of forward and backward direction will be adopted by way of non-limiting direction as being the axial direction from top to bottom with reference to FIG.
  • FIG. 1 shows a device for mounting at least one winding 10 in a pack of sheets 14, here of shape annular, by the insertion of sections of the winding 1 0 into the axial slots 12 of the plate package 14.
  • This bundle of plates 14 constitutes for example the body of a stator of a rotating electrical machine in the form of an alternator, such as a motor vehicle alternator, which in one embodiment can be reversible to form an alternator. starter for, in particular, starting a heat engine.
  • This stator body is carried, in known manner, by a housing which also serves to support a shaft integral with a rotor, such as a claw rotor or a protruding pole rotor as described in WO 02/054566. .
  • the stator surrounds the rotor.
  • the alternator is in one embodiment cooled by air circulation as described for example in document FR A 2,855,672. In a variant, it is cooled by circulation of liquid, such as the coolant of the engine of the vehicle, its housing having a coolant circulation channel.
  • the sheet package 14 consists of an axial stack of sheet metal plates which forms an annular element of main axis A (FIG. 5) comprising in particular a front radial face 14a, a rear radial face 14b (FIG. 2) and an inner annular face. 14i and notches 12 aligned.
  • the notches 12 of the lamina 14 are angularly distributed around the main axis A of the laminations 14, and their total number is determined as a function of the number of poles of the stator obtained and as a function of the number of slots per pole.
  • the bundle of plates 14 shown in FIG. 1 comprises twelve poles and three notches per pole, making a total of 36 notches, and the plate bundle 14 shown in FIG. 2 has six notches per pole, ie 72 notches in total. .
  • stator In FIG. 1 the stator is therefore of the three-phase type and comprises three windings 10. In FIG. 2 the stator is therefore of the type hexaphase and has six coils. In both cases the claw rotor has 12 poles.
  • the claw rotor contains more than 12 poles, for example 16 poles, the stator then comprising 96 notches.
  • stator may alternatively be of the single-phase type and comprise a winding 10 or a number of windings greater than 3.
  • each winding 1 0 comprising at least one winding per phase.
  • Each notch 12 is of axial main orientation and it opens axially in the radial front end faces 14a ( Figure 1) and rear 14b ( Figure 2) of the plate package 14, and it has a groove 24 which opens radially into the internal annular face 14i of the laminations 14 delimiting the central bore, here cylindrical, of the laminations 14.
  • This face 14i constitutes the inner periphery of this packet 14 and delimits, in a known manner, with the outer periphery of the rotor a gap .
  • these notches 12 are of the semi-closed type, these notches having an opening of reduced width at the face 14i of the plate package 14 constituted by the groove 24, here generally radial orientation.
  • These slots 12 thus have ( Figure 7) a bottom 121 opposite the groove 24 and connected to the circumferential edges 124, 125 defining the groove 24 by two lateral edges respectively 123, 124. These side edges 123, 124 are here parallel to each other. In a variant, these edges 123, 124 are not parallel.
  • the pack of sheets 14 is here of annular form. As a variant, the outer periphery of this body has a shape other than cylindrical, so that the sheet package 14 does not necessarily have an annular shape. Similarly, the groove 24 may have a shape other than radial.
  • notch insulators mounted in the notches have not been shown here, in particular to electrically isolate the winding 10 from the laminations 14.
  • the winding 1 0 comprises an upper half phase 1 0s and a lower half phase 1 Oi, which each comprise a superposition of turns planes 1 6 identical in star.
  • each half phase 1 0s, 1 Oi comprises inner lobes 1 8 and outer lobes 20 forming the branches of the star, which are interconnected by intermediate sections 22 .
  • the winding January 0 is mounted on the sheet package 14 via an insertion block 26 which is shaped so as to cause a deformation of the lobes 18, 20 and intermediate sections 22 of the winding 1 0, introducing each intermediate section 22 inside the associated notch 12, crossing the associated radial groove 24, for example as described in document FR-A-2.846.481.
  • insertion block 26 which is shaped so as to cause a deformation of the lobes 18, 20 and intermediate sections 22 of the winding 1 0, introducing each intermediate section 22 inside the associated notch 12, crossing the associated radial groove 24, for example as described in document FR-A-2.846.481.
  • this Figure 1 we see in a manner not referenced the blades on which are mounted the half-phases. For more details please refer to this document.
  • the width of the sections 22 of the winding 10 is therefore a function of the width of the groove 24.
  • the inner lobes 1 8 form a front bun (not shown) which protrudes forward with respect to the front radial face 14a of the plate pack 14, and the outer lobes 20 form a rear bun 20a which protrudes axially rearwardly with respect to the rear radial face 14b of the laminations 14.
  • the intermediate sections 22 of the coil 10 extend axially in the notches 12 of the sheet package.
  • the winding 10 is held in mounted position on the sheet package 14 by means of holding wedges 28 which are mounted in the notches 12, subsequent to the assembly of the winding 10 on the sheet package 14.
  • Each holding wedge 28 is of main orientation parallel to the axis A of the plate bundle 14, and it is received in an associated notch 12 so that it radially clamps the associated intermediate section 22 in the notch 12, and so that it closes the associated radial groove 24.
  • each holding wedge is introduced via mounting means 38, 40 into the associated notch in an axial forward movement, through a rear opening 12a of the notch, at the level of which notch opens into the radial rear end face of the sheet package.
  • Each shim 28 rests, inside a notch 12, on the circumferential edges 125, 125 delimiting the groove 24 ( Figure 8).
  • the shims 28 are generally rectangular in shape and flat.
  • the insertion block 26 is slidably mounted coaxially to the sheet package 14 from an initial rear position shown in FIG. 1 and in which the insertion block 26 is situated axially behind the rear end radial face 14b of the package. of plates 14 and behind the winding 1 0, to at least one front position for which each intermediate portion 22 of the winding 1 0 is introduced entirely into the associated notch 12 of the sheet package 14.
  • the insertion block 26 which is also called “mushroom” comprises a cylindrical lower part 30 through which the insertion block is guided axially in the sheet package 14, and an upper part 32 which is shaped to cause the deformation of the winding 1 0 during the axial sliding of the insertion block 26 with respect to the sheet package 14.
  • the upper portion 32 forms a nose having at its front end cut faces 34 and axial grooves 36 which are angularly distributed about the main axis A ( Figure 6) of the insertion block 26.
  • the cut edges 34 and the grooves 36 are shaped so as to cooperate with the inner lobes 1 8 and with the intermediate sections 22 of the winding 10 to cause the deformation of the winding 10 according to a predefined mode of deformation during axial sliding of the block.
  • the main axis A of the block 26 coincides with the main axis A of the sheet package 14, as can be seen for example in FIGS.
  • the outer annular face 30e of the lower part 30 of the insertion block 26 is generally complementary to the inner annular face 14i of the sheet package 14, which makes it possible to keep the insertion block 26 coaxial with the sheet package 14 during its axial sliding.
  • the lower part 30 of the insertion block comprises according to a characteristic a series of radial fins 38 which project radially relative to the outer annular face 30e of the block.
  • Each fin 38 extends in an axial plane with respect to the main axis A of the insertion block.
  • the fins 38 are angularly arranged around the main axis A of the insertion block 26 so that each fin 38 is received in a groove 24 of the plate pack 14.
  • the width of each fin 38 therefore depends on the width of the groove 24 so that the fin can penetrate into its groove 24 associated.
  • each fin 38 extends in a median axial plane of the associated groove 24 and the fin 38 is able to slide axially in the associated groove 24 of the lamina 14 during axial sliding of the insertion block 26 with respect to the lamina 14.
  • the radial fins 38 prevent the insertion block 26 from pivoting about its main axis A when they are introduced into the reduced width openings of the notches 12 constituted by the grooves 24, which makes it possible to maintain the angular position around the main axis A of cut edges 34 and grooves 36 with respect to the plate package 14 and with respect to the winding 10.
  • Each shim 28 is forced into the associated notch 12, in an axial movement back and forth through the rear opening 12a of the notch 12, at which the notch 12 opens into the radial face.
  • the means for mounting the wedges 28 in the notches 12 are carried radially by the insertion block 26. These means comprise the radial fins 38 and heels 40, which are retractable and therefore mobile.
  • the wedges 28 are placed on the outer periphery of the fins 38.
  • closing wedges 28 are integral with the insertion block 26 in axial sliding relative to the sheet package 14.
  • the insertion block 26 comprises a rear bead 40 which projects radially with respect to the outer annular face 30e of the lower part 30 of the insertion block, so that the radial edge before 40a of the heel 40 is located radially at least partly to the right of a notch 12.
  • This radial edge before 40a of the heel 40 is adapted to bear axially forwardly against the rear axial end edge 28a ( Figure 2) of a shim 28 to axially push the shim 28 forward in the associated notch 12, during the axial sliding of the insertion block 26 with respect to the sheet package 14.
  • each heel 40 is carried by a radial fin 38 of the insertion block 26 and extends in the axial plane of the associated radial fin 38. This heel 40 extends radially relative to the radial fin 38 associated so that the heel 40 projects radially outwardly relative to the axial outer end radial edge of the fin 38 associated.
  • the heel 40 is made integrally with the radial fin 38 associated by cutting a metal plate.
  • the axial length of the heel 40 is relatively small, compared with the axial distance traveled by the heel 40 for the introduction of the associated shim 28 into the notch 12.
  • the heel 40 is capable of deforming axially only in a limited manner, which allows to obtain a relatively accurate axial positioning of the shim 28 in the notch 12 associated.
  • the radial fins 38 and the heels 40 are mounted radially movable relative to the insertion block 26 between an extended position shown in FIG. 4B, wherein the radial front edge 40a of the heel 40 is located radially to the right of the rear end edge 28a of the associated shim 28, and a folded position shown in Figure 4A, in which the front axial face 40a of the heel 40 is located radially recessed relative to the associated shim 28.
  • the radial fins 38 are mounted to slide radially relative to the insertion block 26 between the folded radial position shown in FIG. 4A, and the deployed position shown in FIG. 4B.
  • FIG. 4A the radial fins 38 are mounted to slide radially relative to the insertion block 26 between the folded radial position shown in FIG. 4A, and the deployed position shown in FIG. 4B.
  • the lower part 30 of the insertion block 26 comprises a central pusher 1 00 which is mounted axially movable inside the lower part 30 of the insertion block, and each fin 38 has a portion, which bears against the central pusher so that the radial position of each fin 38 relative to the lower part 30 of the insertion block 26 is defined according to the axial position of the pusher 100 in the lower part 30 of the insertion block 26.
  • the pusher is of conical shape coaxial with the axis A of the insertion block 26 and each fin 38 comprises an inclined face 381 complementary to the pusher and which rests radially on the conical pusher 1 00.
  • the conical portion of the pusher 100 and the associated inclined faces 381 of the fins 38 are formed so that the pusher 100 is mounted axially movable in the lower part 30 of the insertion block 26 between a rear position for which the fins 38 are in position radial folded and a front position for which the fins 38 are in the deployed radial position.
  • the drive means of the fins 38 further comprise a drive member of the pusher in axial displacement relative to the lower part 30 of the insertion block 26, which consists for example of a rear shaft 101, which is integral with the pusher 1 00 and which is therefore mounted axially movable with respect to the insertion block 26.
  • the rear shaft and the drive means of the fins 38 are shaped so that the rear shaft also carries the axial drive of the insertion block 26 in axial sliding relative to the sheet package.
  • the pusher when the rear shaft drives the insertion block 26 sliding from the rear to the front, the pusher is in its extreme forward position with respect to the lower part. 30 of the insertion block 26, the fins are then in the extended radial position, and when the rear shaft drives the insertion block 26 from the front to the rear, the pusher is in its extreme rear position relative to the lower portion 30 of the insertion block 26, and the fins 38 are in the folded radial position.
  • the invention is not limited to this embodiment and that the drive means of the fins 38 radially sliding relative to the lower part 30 of the insertion block 26 may be independent of the means driving the insertion block 26 in axial sliding relative to the sheet package 14, without departing from the scope of the invention.
  • the drive means of the fins 38 comprise (FIG. 6) elastic return means 382 of the fins towards the retracted internal position or towards the deployed external position.
  • the insertion block comprises axial slots 383 for the guide housing of the fins 38 mounted radially movable in the slots against the restoring force exerted by the resilient means 382 here consisting of two annular springs 382. .
  • Each spring 382 is mounted in a blind cavity of annular shape (not referenced) arranged at one of the axial ends of the fin 38. These cavities are closed by walls delimiting the axial ends of the slots 383.
  • each fin 38 has a change in diameter for forming a shoulder 384 for retaining the fin 38.
  • FIGS. 5A to 5F show various stages of assembly of the winding 1 0 and of a shim 28 in a notch 12 of the laminations 14.
  • reference will be made to a single notch 12, and to the shim 28, the fin 38, and the heel 40 associated therewith. It will be understood that this description applies identically to the other notches 12, wedges 28, fins 38 and heels 40 of the device.
  • FIG. 5A shows the initial position of the winding 1 0, the sheet package 14, the insertion block 26 and the shim 28, as shown in FIG. 1.
  • the winding 10 is in the form of a generally planar star, and the insertion block 26 is situated axially behind the rear end radial face 14b of the sheet package 14.
  • the fin 38 at the notch 12 is radially deployed with respect to the insertion block 26 and the wedge 28 is positioned radially at the right of the notch and at the right of the heel 40 of the fin 38.
  • the shim 28 is furthermore positioned axially behind the pack of sheets 14.
  • the winding 1 0 and the laminations 10 are positioned on a support (not represented) so that they are arranged coaxially with the insertion block 26.
  • the closing wedge 28, here of rectangular flat shape is mounted on the insertion block 26. More precisely it is placed on the outer periphery of the fin 38 concerned constituted by the axial edge outer 38a of the fin 38, the heel 40 extending radially projecting from the fin 38 of a value here generally equal to the thickness of the wedge 28.
  • the fin 38 and the heel 40 are in position deployed thanks to the pusher.
  • the closing wedge 28 When it is in the mounted position on the insertion block 26, the closing wedge 28 is thus bearing axially backwards against the radial front edge 40a of the heel 40, and it bears radially inwardly against the outer axial edge of the fin 38.
  • the insertion block 26 is in an intermediate axial sliding position with respect to the sheet package 14, in which it partially deforms the winding 10, as schematically represented by FIG. inclined features.
  • the heel 40 of the fin 38 via its front radial edge 40a, pushes the closing wedge 28 forwardly sliding, integrally with the insertion block 26, that is, that is to say simultaneously with the axial sliding of the insertion block 26 with respect to the sheet package 14.
  • the insertion block 26 is in a forward position with respect to the plate pack 14 for which the whole of the winding 10 is deformed so that the intermediate section 22 of the winding 10 is housed in the associated notch 12.
  • the closing wedge 28 is also in the mounted position in the associated notch for which it holds the intermediate portion 22 of the winding 1 0 in the notch 12.
  • the fin 38 is again moved radially towards its deployed position for which a new wedge 28 intended to be mounted in the notch 12 of another package of sheets 14 is mounted on the insertion block 26.
  • the insertion block 26 and the heel 40 of each fin 38 are shaped so that when the insertion block 26 is in its forward position shown in FIG. 5C, the front radial edge 40a of the heel 40 is positioned axially so that the closing wedge 28 is in the mounted position in the notch 12 associated.
  • the radial front edge 40a of the heel 40 is positioned axially with respect to the insertion block 26 so that, subsequent to the mounting of the closing wedge 28 in the associated notch 12, the insertion block is capable of sliding axially forwardly relative to the sheet package 14, beyond the front position shown in Figure 5D.
  • the fin 38 is in retracted position during the forward sliding of the insertion block 26 relative to the sheet package 14 after the mounting of the closing wedge 28, so that the heel 40 is not does not support the wedge 28 and drives it forward of its position mounted in the notch 12 associated.
  • the loading means of the shim 38 are positioned axially with respect to the sheet package 14 so that the shim 28 is loaded on the insertion block 26 when the block of insertion 26 is in the initial rear position shown in Figures 5A, 5E and 5F.
  • the invention is not limited to this embodiment, and that the loading means can be arranged axially in front of this initial rear position of the insertion block 26.
  • the loading means are arranged axially with respect to the sheet package 14 so that the shim 28 is loaded on the insertion block 26 when the insertion block 26 is in an intermediate position.
  • insertion device such as that shown in Figure 5B located axially in front of the initial rear position, and wherein the insertion block has partially deformed the winding 1 0.
  • the wedges 28 rest on the frustoconical outer periphery of the edges 124, 125, a rounded zone (not referenced) connecting the edges 123, 124 and 122, 124 between them, which facilitates the assembly of the wedges.
  • the radially movable mounting means 38, 40 taking advantage of the grooves 24.
  • These means 38, 40 are configured to penetrate and slide in the grooves 24.
  • the shims can have a T-shape as visible at 281 in FIG. 9.
  • These shims alternatively have a tubular shape as visible at 282 in FIG. 10 or a U-shape as visible at 283 and 284 in FIG.
  • the package of plates 14 may alternatively consist of the body of a rotor of a current generator of an electromagnetic retarder, for example of the type described in document FR A 1 467 310, the rotor surrounding the stator as visible in the left part of Figure 2 of this document.
  • the rotating electrical machine is not necessarily an alternator or an alternator-starter.

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Abstract

L'invention propose un dispositif pour le montage d'un bobinage (10) et de cales (28) dans des encoches (12) d'un paquet de tôles (14), qui comporte : un bloc d'insertion (26) du bobinage (10) dans les encoches (12) qui est monté mobile axialement depuis une position arrière initiale située en arrière du paquet de tôles (14) ; des moyens (40) de montage d'une cale (28) de maintien dans chaque encoche (12) selon un mouvement axial vers l'avant, qui sont portés à mobilité radiale par le bloc d'insertion (26), de manière que chaque cale (28) est solidaire du bloc d'insertion (26) en coulissement vers l'avant par rapport au paquet de tôles (14).

Description

"Dispositif pour monter un bobinage et des cales de fermetures dans un paquet de tôles d'une machine électrique tournante"
Domaine de l'invention
L'invention propose un dispositif pour monter un bobinage et des cales de fermeture dans des encoches d'un paquet de tôles d'une machine électrique tournante.
L'invention propose plus particulièrement un dispositif pour le montage d'au moins un bobinage et de cales axiales dans des encoches axiales d'un paquet de tôles, dont chaque encoche axiale débouche axialement dans les faces radiales d'extrémité axiale avant et arrière du paquet de tôles et comporte une rainure qui débouche dans la face cylindrique interne du paquet de tôles, du type qui comporte :
- un bloc d'insertion du bobinage dans les encoches qui est monté mobile coaxialement au paquet de tôles depuis une position arrière initiale dans laquelle le bloc d'insertion est situé axialement en arrière de la face arrière du paquet de tôles, et qui est conformé de manière à déformer le bobinage pour introduire une partie du bobinage dans chaque encoche au cours de son déplacement vers l'avant ; et
- des moyens de montage dans chaque encoche d'une cale de maintien de la partie du bobinage associée, qui sont conformés de manière que la cale de maintien est introduite dans l'encoche associée selon un mouvement axial vers l'avant, au travers d'une ouverture arrière de l'encoche, au niveau de laquelle l'encoche débouche dans la face radiale d'extrémité arrière du paquet de tôles.
Etat de la technique Selon un mode de réalisation connu, le stator d'une machine électrique tournante du type polyphasé, tel qu'un alternateur de véhicule automobile, est réalisé par insertion axiale d'un ou de plusieurs bobinages dans un paquet de tôles annulaire, par l'intermédiaire d'un bloc d'insertion.
Lorsque le ou les bobinages ont été montés sur le paquet de tôles, les rainures des encoches sont fermées, ou obturées, par des cales axiales de fermeture, pour réaliser le maintien en position de chaque partie du ou des bobinages dans l'encoche associée.
Le document US-A-4.521 .958 décrit un tel dispositif pour le montage de bobinages dans les encoches du paquet de tôles, qui comporte un bloc d'insertion mobile coaxialement au paquet de tôles, et des moyens d'introduction des cales de fermeture dans les encoches associées.
Selon ce document, les moyens d'introduction des cales comportent une tige axiale associée à chaque cale qui est apte à pousser axialement la cale pour l'introduire dans l'encoche associée.
Cependant, selon un tel mode de réalisation la section de chaque tige axiale est relativement réduite, tandis que la longueur de la tige ainsi que l'amplitude des efforts d'introduction des cales dans les encoches sont importantes. Ainsi, chaque tige est susceptible d'être soumise à un phénomène de flambement lors de la poussée axiale de la cale associée dans l'encoche, ce qui ne permet pas d'obtenir un positionnement axial précis de chaque cale dans l'encoche associée.
Le phénomène de flambement des tiges axiales est d'autant plus susceptible de se réaliser que le paquet de tôles comporte un nombre d'encoches élevé.
En effet, pour un stator dont le diamètre extérieur est par exemple compris entre 1 00 et 150 millimètres, le risque de flambement est limité lorsque le paquet de tôles comporte 3 encoches par pôle, c'est-à-dire un 36 encoches pour 12 pôles ou 48 encoches pour 1 6 pôles .
Cependant, avec l'augmentation de la puissance délivrée par les alternateurs récents il devient préférable d'augmenter le nombre d'encoches du stator de manière que le paquet de tôles comporte 6 encoches par pôle, soit 72 encoches pour 12 pôles ou 96 encoches pour 1 6 pôles.
L'augmentation du nombre d'encoches implique une augmentation du nombre de tiges axiales utilisées pour pousser l'ensemble des cales, tandis que le volume dans lequel les tiges axiales évoluent reste identique. Par conséquent, l'augmentation du nombre d'encoches implique une réduction de la section de chaque tige axiale qui est alors soumise à un risque de flambement plus important.
Objet de l'invention
L'invention a pour but de proposer un dispositif pour la réalisation d'un tel stator pour lequel le risque de déformation des moyens d'insertion des cales de maintien est réduit.
Dans ce but, l'invention propose un dispositif du type décrit précédemment, caractérisé en ce que les moyens de montage des cales dans les encoches associées sont portés à mobilité radiale par le bloc d'insertion, de manière que chaque cale est solidaire du bloc d'insertion en coulissement vers l'avant par rapport au paquet de tôles.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention prises isolément ou en combinaison :
- le bloc d'insertion est monté coulissant axialement par rapport au paquet de tôles depuis la position arrière initiale vers au moins une position avant pour laquelle chaque partie du bobinage est introduite dans l'encoche associée et pour laquelle chaque cale est en position montée dans l'encoche associée ; - le bloc d'insertion comporte un talon arrière associé à chaque cale, qui fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport à une face cylindrique externe du bloc d'insertion, dont le bord radial avant du talon est apte à s'appuyer axialement vers l'avant contre le bord d'extrémité arrière de la cale associée pour pousser la cale vers l'avant lors du coulissement axial d'arrière en avant du bloc d'insertion par rapport au paquet de tôles ;
- chaque talon est porté par une ailette radiale du bloc d'insertion ;
- chaque ailette s'étend dans le plan radial médian d'une rainure radiale de l'encoche associée, de manière que l'ailette est apte à coulisser axialement dans la rainure associée lors du coulissement axial du bloc par rapport au paquet de tôles ;
- chaque ailette est montée mobile par rapport au bloc d'insertion entre une position déployée externe radialement, dans laquelle le bord avant du talon est situé radialement au droit du bord d'extrémité arrière de la cale associée, et une position rétractée interne radialement, dans laquelle le talon est situé radialement en retrait par rapport à la cale associée ;
- chaque ailette est montée coulissante radialement par rapport au bloc d'insertion ;
- le dispositif comporte des moyens élastiques de rappel des ailettes en position interne rétractée ;
- le dispositif comporte des moyens d'entraînement des ailettes qui comportent un poussoir central qui est monté coulissant axialement dans le bloc d'insertion, et des pans complémentaires réalisés dans chaque ailette ;
- le poussoir est mobile axialement dans le bloc d'insertion entre une position arrière pour laquelle les ailettes sont en position interne rétractée et une position avant pour laquelle les ailettes sont en position déployée externe ;
- le dispositif comporte un arbre arrière d'entraînement du bloc d'insertion en coulissement axial par rapport au paquet de tôles, et les ailettes sont entraînées en coulissement radialement par rapport au bloc d'insertion par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement ;
- les moyens d'entraînement des ailettes en coulissement radialement par rapport au bloc d'insertion sont conformés de manière que lorsque le bloc d'insertion est entraîné en coulissement axial vers l'avant par rapport au paquet de tôles, les ailettes sont en position externe déployées, et lorsque le bloc d'insertion est entraîné en coulissement axial vers l'arrière par rapport au paquet de tôles, les ailettes sont en position interne rétractée ;
- le dispositif comporte des moyens de chargement des cales sur le bloc d'insertion qui sont positionnés axialement au dessous du paquet de tôles ;
- les moyens de chargement des cales sont positionnés axialement de manière que les cales sont chargées sur le bloc d'insertion lorsqu'il est dans sa position arrière initiale par rapport au paquet de tôles ;
- les moyens de chargement des cales sont positionnés axialement de manière que les cales sont chargées sur le bloc d'insertion lorsque le bloc d'insertion est dans une position intermédiaire située en avant de la position arrière initiale, dans laquelle le bloc d'insertion a déformé le bobinage en partie.
Brèves description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective de dessus d'un dispositif pour monter un bobinage dans les encoches d'un paquet de tôles comportant trois encoches par pôle ; - la figure 2 est une vue en perspective de dessous d'un secteur d'un stator pour lequel un bobinage et des cales sont montés dans des encoches d'un paquet de tôles comportant six encoches par pôle ;
- la figure 3 est une représentation schématique en perspective du bloc d'insertion selon l'invention ;
- la figure 4A est un détail à plus grande échelle du bloc d'insertion représenté à la figure 3, montrant les ailettes radiales en position rétractée ;
- la figure 4B est une vue similaire à celle de la figure 4A, dans laquelle les ailettes radiales sont en position déployée ; et
- les figures 5A à 5F sont des représentations schématiques en section radiale du dispositif selon l'invention montrant diverses étapes de montage d'une partie d'un bobinage et d'une cale de fermeture dans l'encoche associée du paquet de tôles ;
- la figure 6 est une vue en coupe axiale du bloc d'insertion équipé du poussoir central et de l'arbre arrière d'entraînement du bloc d'insertion ;
- la figure 7 est une vue d'une encoche de la figure 2 ;
- Les figures 8 à 1 0 sont des vues analogues à la figure 7 avec montage de cales de maintien de différentes formes.
Description d'exemples de réalisation de l'invention
Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif l'orientation d'avant en arrière comme étant la direction axiale de haut en bas en se reportant à la figure 1 .
Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
On a représenté à la figure 1 un dispositif pour le montage d'au moins un bobinage 10 dans un paquet de tôles 14, ici de forme annulaire, par l'insertion de tronçons du bobinage 1 0 dans les encoches axiales 12 du paquet de tôles 14.
Ce paquet de tôles 14 constitue par exemple le corps d'un stator d'une machine électrique tournante sous la forme d'un alternateur, tel qu'un alternateur de véhicule automobile, qui dans un mode de réalisation peut être réversible pour constituer un alterno-démarreur pour notamment démarrer un moteur thermique.
Ce corps de stator est porté, de manière connue, par un carter qui sert également de support à un arbre solidaire d'un rotor, tel qu'un rotor à griffes ou un rotor à pôles saillants comme décrit dans le document WO 02/054566. Le stator entoure le rotor.
L'alternateur est dans un mode de réalisation refroidit par circulation d'air comme décrit par exemple dans le document FR A 2 855 672. En variante il est refroidit par circulation de liquide, tel que le liquide de refroidissement du moteur thermique du véhicule, son carter comportant un canal de circulation du liquide de refroidissement.
Le paquet de tôles 14 consiste en un empilement axial de plaques de tôle qui forme un élément annulaire d'axe principal A (figures 5) comportant notamment une face radiale avant 14a, une face radiale arrière 14b (figure 2) et une face annulaire interne 14i et des encoches 12 alignées.
Les encoches 12 du paquet de tôles 14 sont réparties angulairement autour de l'axe principal A du paquet de tôles 14, et leur nombre total est déterminé en fonction du nombre de pôles du stator obtenu et en fonction du nombre d'encoches par pôle.
Ici, le paquet de tôles 14 représenté à la figure 1 comporte douze pôles et trois encoches par pôle, soit au total 36 encoches, et le paquet de tôles 14 qui est représenté à la figure 2 comporte six encoches par pôle soit 72 encoches au total .
A la figure 1 le stator est donc du type triphasé et comporte trois bobinages 10. A la figure 2 le stator est donc du type hexaphasé et comporte six bobinages . Dans les deux cas le rotor à griffes comporte 12 pôles.
Bien entendu en variante le rotor à griffes contient plus de 12 pôles, par exemple 16 pôles, le stator comportant alors 96 encoches.
Bien entendu le stator peut être en variante du type monophasé et comporter un bobinage 1 0 ou un nombre de bobinages supérieurs à 3.
Le nombre de bobinages 1 0 dépend des applications ; chaque bobinage 1 0 comportant au moins un enroulement par phase.
Par simplicité on fera référence qu'à un bobinage 10.
Chaque encoche 12 est d'orientation principale axiale et elle débouche axialement dans les faces radiales d'extrémité avant 14a (figure 1 ) et arrière 14b (figure 2) du paquet de tôles 14, et elle comporte une rainure 24 qui débouche radialement dans la face annulaire interne 14i du paquet de tôles 14 délimitant l'alésage central, ici cylindrique, du paquet de tôles 14. Cette face 14i constitue la périphérie interne de ce paquet 14 et délimite, de manière connue, avec la périphérie externe du rotor un entrefer.
Comme mieux visible à la figure 2 ces encoches 12 sont donc du type semi-fermé, ces encoches présentant une ouverture de largeur réduite au niveau de la face 14i du paquet de tôles 14 constituée par la rainure 24, ici globalement d'orientation radiale.
Ces encoches 12 présentent donc (figure 7) un fond 121 opposé à la rainure 24 et raccordé aux bords circonférentiels 124, 125 délimitant la rainure 24 par deux bords latéraux respectivement 123, 124. Ces bords latéraux 123, 124 sont ici parallèles entre eux. En variante ces bords 123, 124 ne sont pas parallèles . Le paquet de tôles 14 est ici de forme annulaire. En variante la périphérie externe de ce corps a une autre forme que cylindrique en sorte que le paquet de tôles 14 n'a pas forcément une forme annulaire. De même la rainure 24 peut avoir une autre forme que radiale.
Par simplicité on n'a pas représenté ici les isolants d'encoches montés dans les encoches pour notamment isoler électriquement le bobinage 10 du paquet de tôles 14.
Selon un mode de réalisation connu, comme par exemple tel que décrit dans le document FR-A-2.846.481 , le bobinage 1 0 comporte une demi phase supérieure 1 0s et une demi phase inférieure 1 Oi, qui comprennent chacune une superposition de spires planes 1 6 identiques en étoile. Avant le montage du bobinage 1 0 sur le paquet de tôles, chaque demi phase 1 0s, 1 Oi comporte des lobes internes 1 8 et des lobes externes 20 formant les branches de l'étoile, qui sont reliés entre eux par des tronçons intermédiaires 22.
Le bobinage 1 0 est monté sur le paquet de tôles 14 par l'intermédiaire d'un bloc d'insertion 26 qui est conformé de manière à provoquer une déformation des lobes 18, 20 et des tronçons intermédiaires 22 du bobinage 1 0, en introduisant chaque tronçon intermédiaire 22 à l'intérieur de l'encoche 12 associée, en traversant la rainure radiale 24 associée, par exemple comme décrit dans le document FR-A-2.846.481 . Dans cette figure 1 on voit de manière non référencée les lames sur lesquelles sont montées les demi phases. Pour plus de précisions on se reportera à ce document.
La largeur des tronçons 22 du bobinage 1 0 est donc fonction de la largeur de la rainure 24.
Lorsque le bobinage 1 0 est en position montée sur le paquet de tôles 14, et comme on peut le voir à la figure 2, les lobes internes 1 8 forment un chignon avant (non représenté) qui fait saillie vers l'avant par rapport à la face radiale avant 14a du paquet de tôles 14, et les lobes externes 20 forment un chignon arrière 20a qui fait saillie axialement vers l'arrière par rapport à la face radiale arrière 14b du paquet de tôles 14. Les tronçons intermédiaires 22 du bobinage 10 s'étendent axialement dans les encoches 12 du paquet de tôles. Enfin, le bobinage 10 est maintenu en position montée sur le paquet de tôles 14 par l'intermédiaire de cales de maintien 28 qui sont montées dans les encoches 12, postérieurement au montage du bobinage 10 sur le paquet de tôles 14.
Chaque cale de maintien 28 est d'orientation principale parallèle à l'axe A du paquet de tôles 14, et elle est reçue dans une encoche 12 associée de manière qu'elle serre radialement le tronçon intermédiaire 22 associé dans l'encoche 12, et de manière qu'elle obture la rainure radiale 24 associée.
De manière décrite ci-après chaque cale de maintien est introduite via des moyens de montage 38, 40 dans l'encoche associée selon un mouvement axial vers l'avant, au travers d'une ouverture arrière 12a de l'encoche, au niveau de laquelle l'encoche débouche dans la face radiale d'extrémité arrière du paquet de tôles.
Chaque cale 28 repose, à l'intérieur d'une encoche 12, sur les bords circonférentiels 125, 125 délimitant la rainure 24 (figure 8) .
Dans les figures 8, 2 et 5A à 5D les cales 28 sont globalement de forme rectangulaire et plates.
Le bloc d'insertion 26 est monté coulissant coaxialement au paquet de tôles 14 depuis une position arrière initiale représentée à la figure 1 et dans laquelle le bloc d'insertion 26 est situé axialement en arrière de la face radiale d'extrémité arrière 14b du paquet de tôles 14 et en arrière du bobinage 1 0, vers au moins une position avant pour laquelle chaque tronçon intermédiaire 22 du bobinage 1 0 est introduit en totalité dans l'encoche 12 associée du paquet de tôles 14.
Comme on peut le voir à la figure 3, et selon un mode de réalisation connu, comme par exemple tel que décrit dans le document FR-A-2.846.481 , le bloc d'insertion 26, qui est aussi appelé "champignon" comporte une partie basse 30 cylindrique par l'intermédiaire de laquelle le bloc d'insertion est guidé axialement dans le paquet de tôles 14, et une partie haute 32 qui est conformée pour provoquer la déformation du bobinage 1 0 lors du coulissement axial du bloc d'insertion 26 par rapport au paquet de tôles 14.
La partie haute 32 forme un nez qui comporte à son extrémité avant des pans coupés 34 et des gorges axiales 36 qui sont répartis angulairement autour de l'axe principal A (figure 6) du bloc d'insertion 26.
Les pans coupés 34 et les gorges 36 sont conformés de manière à coopérer avec les lobes internes 1 8 et avec les tronçons intermédiaires 22 du bobinage 10 pour provoquer la déformation du bobinage 10 selon un mode de déformation prédéfini au cours du coulissement axial du bloc d'insertion 26 par rapport au paquet de tôles 14. L'axe principal A du bloc 26 est confondu avec l'axe principal A du paquet de tôles 14 comme visible par exemple dans les figures 5.
Plus précisément la face annulaire externe 30e de la partie basse 30 du bloc d'insertion 26 est globalement complémentaire à la face annulaire interne 14i du paquet de tôles 14, ce qui permet de maintenir le bloc d'insertion 26 coaxial au paquet de tôles 14 lors de son coulissement axial .
De plus, la partie basse 30 du bloc d'insertion comporte selon une caractéristique une série d'ailettes radiales 38 qui font saillie radialement par rapport à la face annulaire externe 30e du bloc.
Chaque ailette 38 s'étend dans un plan axial par rapport à l'axe principal A du bloc d'insertion . De plus, les ailettes 38 sont agencées angulairement autour de l'axe principal A du bloc d'insertion 26 de manière que chaque ailette 38 est reçue dans une rainure 24 du paquet de tôles 14. La largeur de chaque ailette 38 est donc fonction de la largeur de la rainure 24 afin que l'ailette puisse pénétrer dans sa rainure 24 associée.
Ainsi, chaque ailette 38 s'étend dans un plan axial médian de la rainure 24 associée et l'ailette 38 est apte à coulisser axialement dans la rainure 24 associée du paquet de tôles 14 lors du coulissement axial du bloc d'insertion 26 par rapport au paquet de tôles 14.
Les ailettes radiales 38 empêchent au bloc d'insertion 26 de pivoter autour de sont axe principal A lorsqu'elles sont introduites dans les ouvertures de largeur réduite des encoches 12 constituées par les rainures 24, ce qui permet de conserver la position angulaire autour de l'axe principal A des pans coupés 34 et des gorges 36 par rapport au paquet de tôles 14 et par rapport au bobinage 1 0.
Chaque cale 28 est introduite à force dans l'encoche 12 associée, selon un mouvement axial d'arrière en avant au travers de l'ouverture arrière 12a de l'encoche 12, au niveau de laquelle l'encoche 12 débouche dans la face radiale d'extrémité arrière 14b du paquet de tôles 14.
Selon une caractéristique, et comme on peut le voir aux figures 5A à 5F, les moyens pour le montage des cales 28 dans les encoches 12 sont portés à mobilité radiale par le bloc d'insertion 26. Ces moyens comportent les ailettes radiales 38 et des talons 40, qui sont rétractables et donc mobile.
Les cales 28 sont posées sur la périphérie externe des ailettes 38.
Ainsi, les cales de fermeture 28 sont solidaires du bloc d'insertion 26 en coulissement axial par rapport au paquet de tôles 14.
Selon une caractéristique (figure 3 et suivantes), le bloc d'insertion 26 comporte un talon arrière 40 qui fait saillie radialement par rapport à la face annulaire externe 30e de la partie inférieure 30 du bloc d'insertion, de manière que le bord radial avant 40a du talon 40 est situé radialement au moins en partie au droit d'une encoche 12.
Ce bord radial avant 40a du talon 40 est apte à venir en appui axialement vers l'avant contre le bord d'extrémité axiale arrière 28a (figure 2) d'une cale 28 pour pousser axialement la cale 28 vers l'avant dans l'encoche 12 associée, lors du coulissement axial du bloc d'insertion 26 par rapport au paquet de tôles 14.
Ici, chaque talon 40 est porté par une ailette radiale 38 du bloc d'insertion 26 et s'étend dans le plan axial de l'ailette radiale 38 associée. Ce talon 40 s'étend radialement par rapport à l'ailette radiale 38 associée de manière que le talon 40 fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport au bord axial d'extrémité radiale externe de l'ailette 38 associée.
Selon le mode de réalisation représenté aux figures, le talon 40 est réalisé venu de matière avec l'ailette radiale 38 associée par découpe d'une plaque métallique.
Comme on peut le voir aux figures 3, 4A et B, la longueur axiale du talon 40 est relativement faible, en comparaison avec la distance axiale parcourue par le talon 40 pour l'introduction de la cale 28 associée dans l'encoche 12. Par conséquent, le talon 40 n'est susceptible de se déformer axialement que de manière limitée, ce qui permet d'obtenir un positionnement axial relativement précis de la cale 28 dans l'encoche 12 associée.
Selon une autre caractéristique, et comme on peut le voir plus en détails aux figures 4A et 4B, les ailettes radiales 38 et les talons 40 sont montées mobiles radialement par rapport au bloc d'insertion 26 entre une position déployée représentée à la figure 4B, dans laquelle le bord radial avant 40a du talon 40 est situé radialement au droit du bord d'extrémité arrière 28a de la cale 28 associée, et une position repliée représentée à la figure 4A, dans laquelle la face axiale avant 40a du talon 40 est située radialement en retrait par rapport à la cale 28 associée.
Selon un mode de réalisation préféré de cet autre aspect de l'invention, les ailettes radiales 38 sont montées coulissantes radialement par rapport au bloc d'insertion 26 entre la position radiale repliée représentée à la figure 4A, et la position déployée représentée à la figure 4B. Selon un exemple de réalisation (Figure 6) des moyens d'entraînement des ailettes radiales 38 selon l'invention, la partie inférieure 30 du bloc d'insertion 26 comporte un poussoir central 1 00 qui est monté mobile axialement à l'intérieur de la partie inférieure 30 du bloc d'insertion, et chaque ailette 38 comporte une portion, qui s'appuie contre le poussoir central de manière que la position radiale de chaque ailette 38 par rapport à la partie inférieure 30 du bloc d'insertion 26 est définie en fonction de la position axiale du poussoir 100 dans la partie inférieure 30 du bloc d'insertion 26.
Par exemple (Figure 6), le poussoir est de forme conique coaxial à l'axe A du bloc d'insertion 26 et chaque ailette 38 comporte un pan incliné 381 complémentaire du poussoir et qui s'appuie radialement sur le poussoir conique 1 00.
La portion conique du poussoir 100 et les pans inclinés 381 associés des ailettes 38 sont formés de manière que le poussoir 100 est monté mobile axialement dans la partie inférieure 30 du bloc d'insertion 26 entre une position arrière pour laquelle les ailettes 38 sont en position radiale repliée et une position avant pour laquelle les ailettes 38 sont en position radiale déployée.
Les moyens d'entraînement des ailettes 38 comportent en outre un organe d'entraînement du poussoir en déplacement axial par rapport à la partie inférieure 30 du bloc d'insertion 26, qui consiste par exemple en un arbre arrière 101 , qui est solidaire du poussoir 1 00 et qui est par conséquent monté mobile axialement par rapport au bloc d'insertion 26.
Selon une variante de réalisation, l'arbre arrière et les moyens d'entraînement des ailettes 38 sont conformés de manière que l'arbre arrière réalise aussi l'entraînement axial du bloc d'insertion 26 en coulissement axial par rapport au paquet de tôles.
Ainsi, par exemple, lorsque l'arbre arrière entraîne le bloc d'insertion 26 en coulissement de l'arrière vers l'avant, le poussoir est dans sa position extrême avant par rapport à la partie inférieure 30 du bloc d'insertion 26, les ailettes sont alors en position radiale déployée, et lorsque l'arbre arrière entraîne le bloc d'insertion 26 de l'avant vers l'arrière, le poussoir est dans sa position extrême arrière par rapport à la partie inférieure 30 du bloc d'insertion 26, et les ailettes 38 sont en position radiale repliée.
Cependant, il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et que les moyens d'entraînement des ailettes 38 en coulissement radial par rapport à la parie inférieure 30 du bloc d'insertion 26 peuvent être indépendants des moyens d'entraînement du bloc d'insertion 26 en coulissement axial par rapport au paquet de tôles 14, sans sortir du domaine de l'invention.
Selon une variante de réalisation de cet autre aspect de l'invention, les moyens d'entraînement des ailettes 38 comportent (Figure 6) des moyens élastiques de rappel 382 des ailettes vers la position interne escamotée ou vers la position externe déployée.
Comme visible dans cette figure 6 le bloc d'insertion comporte des fentes axiales 383 pour le logement à guidage des ailettes 38 montées mobiles radialement dans les fentes à rencontre de la force de rappel exercée par les moyens élastiques 382 consistant ici en deux ressorts annulaires 382.
Chaque ressort 382 est monté dans une cavité borgne de forme annulaire (non référencée) agencée à l'une des extrémités axiale de l'ailette 38. Ces cavités sont fermées par des parois délimitant les extrémités axiales des fentes 383.
On notera que l'extrémité axiale avant de chaque ailette 38 présente un changement de diamètre pour formation d'un épaulement 384 de retenu de l'ailette 38.
Les différentes parties du bloc 26 sont assemblées entre elles par des vis non visibles à la figure 6.
Les figures 5A à 5F représentent diverses étapes du montage du bobinage 1 0 et d'une cale 28 dans une encoche 12 du paquet de tôles 14. Dans la description de ces étapes de montage qui va suivre, on fera référence à une seule encoche 12, ainsi qu'à la cale 28, à l'ailette 38, et au talon 40 qui lui sont associés. Il sera compris que cette description s'applique de manière identique aux autres encoches 12, cales 28, ailettes 38 et talons 40 du dispositif .
La figure 5A représente la position initiale du bobinage 1 0, du paquet de tôles 14, du bloc d'insertion 26 et de la cale 28, comme on l'a représenté à la figure 1 .
Dans cette position, le bobinage 10 est en forme d'une étoile globalement plane, et le bloc d'insertion 26 est situé axialement en arrière de la face radiale d'extrémité arrière 14b du paquet de tôles 14.
De plus, l'ailette 38 à l'encoche 12 est en position radiale déployée par rapport au bloc d'insertion 26 et la cale 28 est positionnée radialement au droit de l'encoche et au droit du talon 40 de l'ailette 38. La cale 28 est en outre positionnée axialement en arrière du paquet de tôles 14.
Dans une première étape représentée à cette figure 5A, le bobinage 1 0 et le paquet de tôles 1 0 sont positionnés sur un support (non représenté) de manière qu'ils sont agencés coaxialement au bloc d'insertion 26.
De plus, dans cette première étape, la cale de fermeture 28, ici de forme rectangulaire plate, est montée sur le bloc d'insertion 26. Plus précisément elle est posée sur la périphérie externe de l'ailette 38 concernée constituée par le bord axial externe 38a de l'ailette 38, le talon 40 s'étendant en saillie radiale par rapport à l'ailette 38 d'une valeur ici globalement égale à l'épaisseur de la cale 28. L'ailette 38 et le talon 40 sont en position déployée grâce au poussoir.
Lorsqu'elle est en position montée sur le bloc d'insertion 26, la cale de fermeture 28 est donc en appui axialement vers l'arrière contre le bord radial avant 40a du talon 40, et elle est en appui radialement vers l'intérieur contre le bord axial externe de l'ailette 38.
Dans une seconde étape représentée à la figure 5B, le bloc d'insertion 26 est dans une position intermédiaire de coulissement axial par rapport au paquet de tôles 14, dans laquelle il déforme en partie le bobinage 10, comme on l'a représenté schématiquement par des traits inclinés .
De plus, le talon 40 de l'ailette 38, par l'intermédiaire de son bord radial avant 40a, pousse la cale de fermeture 28 en coulissement vers l'avant, de manière solidaire au bloc d'insertion 26, c'est-à-dire simultanément au coulissement axial du bloc d'insertion 26 par rapport au paquet de tôles 14.
Dans une troisième étape représentée à la figure 5C, le bloc d'insertion 26 est dans une position avant par rapport au paquet de tôles 14 pour laquelle la totalité du bobinage 10 est déformée de sorte que le tronçon intermédiaire 22 du bobinage 1 0 est logé dans l'encoche 12 associée.
De plus, dans cette position avant, la cale de fermeture 28 est aussi en position montée dans l'encoche associée pour laquelle elle maintien le tronçon intermédiaire 22 du bobinage 1 0 dans l'encoche 12.
Ensuite, dans une quatrième étape représentée à la figure 5D, l'ailette 38 avec son talon 40 est déplacée radialement vers sa position rétractée, le bloc 26 et son poussoir associé se déplaçant dans le sens de la flèche de cette figure 5d . Puis le bloc d'insertion 26 est déplacé axialement vers l'arrière vers sa position arrière initiale, comme on l'a représenté à la figure 5E permettant la mise en place d'une nouvelle cale 28.
Enfin, dans une sixième étape représentée à la figure 5F, l'ailette 38 est à nouveau déplacée radialement vers sa position déployée pour laquelle une nouvelle cale 28 destinée à être montée dans l'encoche 12 d'un autre paquet de tôles 14 est montée sur le bloc d'insertion 26. Selon le mode de réalisation représenté aux figures 5A à 5C, le bloc d'insertion 26 et le talon 40 de chaque ailette 38 sont conformés de manière que lorsque le bloc d'insertion 26 est dans sa position avant représentée à la figure 5C, le bord radial avant 40a du talon 40 est positionné axialement de manière que la cale de fermeture 28 est en position montée dans l'encoche 12 associée.
Cependant, il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation.
Ainsi, à titre de variante, le bord radial avant 40a du talon 40 est positionné axialement par rapport au bloc d'insertion 26 de manière que postérieurement au montage de la cale de fermeture 28 dans l'encoche 12 associée, le bloc d'insertion est apte à coulisser axialement vers l'avant par rapport au paquet de tôles 14, au-delà de la position avant représentée à la figure 5D.
Selon cette variante, l'ailette 38 est en position rétractée lors du coulissement vers l'avant du bloc d'insertion 26 par rapport au paquet de tôles 14 après le montage de la cale de fermeture 28, pour que le talon 40 ne s'appuie pas sur la cale 28 et ne l'entraîne en avant de sa position montée dans l'encoche 12 associée.
De plus, selon le mode de réalisation représenté aux figures, les moyens de chargement de la cale 38 sont positionnés axialement par rapport au paquet de tôles 14 de manière que la cale 28 soit chargée sur le bloc d'insertion 26 lorsque le bloc d'insertion 26 est en position arrière initiale représentée aux figures 5A, 5E et 5F.
Cependant, il sera compris que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation, et que les moyens de chargement peuvent être agencés axialement en avant de cette position arrière initiale du bloc d'insertion 26.
A titre de variante non limitative, les moyens de chargement sont agencés axialement par rapport au paquet de tôles 14 de manière que la cale 28 soit chargée sur le bloc d'insertion 26 lorsque le bloc d'insertion 26 est dans une position intermédiaire d'insertion telle que celle représentée à la figure 5B située axialement en avant de la position arrière initiale, et dans laquelle le bloc d'insertion a déformé en partie le bobinage 1 0.
Cela permet de limiter la distance axiale de déplacement de la cale 28 par rapport au paquet de tôles 14, et ainsi une telle position axiale des moyens de chargement permet de limiter voire de supprimer la distance axiale sur laquelle la cale doit être guidée axialement.
Ainsi qu'il ressort à l'évidence de la description et des dessins en position déployée le bord axial externe 38a et le talon 40 pénètrent dans l'encoche 12. Les ailettes 38 et le poussoir sont donc dimensionnés en conséquence.
Grâce à l'invention dans le mode de réalisation des figures 1 à 8 on peut obtenir un fort taux de remplissage des encoches. Dans cette figure 8 les cales 28 sont en appui sur la périphérie externe de forme tronconique des bords 124, 125, une zone arrondie (non référencée) raccordant entre eux les bords 123, 124 et 122, 124 ce qui facilite le montage des cales.
Grâce à l'invention on peut augmenter le nombre d'encoches dans le paquet de tôles, les moyens de montage 38, 40, mobiles radialement, tirant partie des rainures 24. Ces moyens 38, 40 sont configurés pour pénétrer et coulisser dans les rainures 24.
Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisations décrits.
Ainsi les cales peuvent avoir une forme en T comme visible en 281 à la figure 9.
Ces cales ont en variante une forme tubulaire comme visible en 282 à la figure 10 ou une forme en U comme visible en 283 et 284 à la figure 1 1 .
La forme des cales permet de faire varier le taux de remplissage d'une même encoche selon les applications. Bien entendu le paquet de tôles 14 peut en variante constitué le corps d'un rotor d'une génératrice de courant d'un ralentisseur électromagnétique par exemple du type de celui décrit dans le document FR A 1 467 310, le rotor entourant le stator comme visible dans la partie gauche de la figure 2 de ce document. La machine électrique tournante n'est donc pas forcément un alternateur ou un alterno-démarreur.

Claims

REVEN DICATIONS
1 . Dispositif pour le montage d'au moins un bobinage (1 0) et de cales (28) axiales dans des encoches ( 12) axiales d'un paquet de tôles (14) d'une machine électrique tournante, doté d'encoches axiales (12), d'une face cylindrique interne (14i) et de faces d'extrémités axiale avant ( 14a) et arrière (14b), chaque encoche ( 12) axiale débouchant axialement dans les faces radiales d'extrémité axiale avant ( 14a) et arrière (14b) du paquet de tôles (14) et comprenant une rainure (24) qui débouche dans la face cylindrique interne ( 14i) du paquet de tôles (14), du type qui comporte :
- un bloc d'insertion (26) du bobinage ( 10) dans les encoches ( 12) qui est monté mobile coaxialement au paquet de tôles ( 14) depuis une position arrière initiale dans laquelle le bloc d'insertion (26) est situé axialement en arrière de la face arrière (14b) du paquet de tôles (14), et qui est conformé de manière à déformer le bobinage (1 0) pour introduire une partie du bobinage (1 0) dans chaque encoche (12) au cours de son déplacement vers l'avant ;
- des moyens (38,40) de montage dans chaque encoche ( 12) d'une cale (28, 281 , 282, 283, 284) de maintien de la partie du bobinage (1 0) associée, qui sont conformés de manière que la cale (28) de maintien est introduite dans l'encoche (12) associée selon un mouvement axial vers l'avant, au travers d'une ouverture arrière de l'encoche ( 12), au niveau de laquelle l'encoche ( 12) débouche dans la face radiale d'extrémité arrière (14b) du paquet de tôles (14), caractérisé en ce que les moyens (40) de montage des cales (28) dans les encoches (12) associées sont portés à mobilité radiale par le bloc d'insertion (26), de manière que chaque cale (28, 281 , 282, 283, 284) est solidaire du bloc d'insertion (26) en coulissement vers l'avant par rapport au paquet de tôles ( 14) .
2 Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bloc d'insertion (26) est monté coulissant axialement par rapport au paquet de tôles (14) depuis la position arrière initiale vers au moins une position avant pour laquelle chaque partie du bobinage (1 0) est introduite dans l'encoche (12) associée et pour laquelle chaque cale (28) est en position montée dans l'encoche (12) associée.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bloc d'insertion (26) comporte un talon arrière (40) associé à chaque cale (28,281 , 282, 283, 284), qui fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport à une face cylindrique externe (30e) du bloc d'insertion (26), dont le bord radial avant (40a) du talon (40) est apte à s'appuyer axialement vers l'avant contre le bord d'extrémité arrière (28a) de la cale (28,281 , 282, 283, 284) associée pour pousser la cale (28) vers l'avant lors du coulissement axial d'arrière en avant du bloc d'insertion (26) par rapport au paquet de tôles (14) .
4. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque talon (40) est porté par une ailette radiale (38) du bloc d'insertion (26) .
5. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque ailette (38) s'étend dans le plan radial médian d'une rainure (24) de l'encoche (12) associée, de manière que l'ailette (38) est apte à coulisser axialement dans la rainure (24) associée lors du coulissement axial du bloc (26) par rapport au paquet de tôles (14) .
6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque ailette (38) est montée mobile par rapport au bloc d'insertion (26) entre une position déployée externe radialement, dans laquelle le bord avant (40a) du talon (40) est situé radialement au droit du bord d'extrémité arrière (28a) de la cale (28, 281 , 282, 283, 284) associée, et une position rétractée interne radialement, dans laquelle le talon (40) est situé radialement en retrait par rapport à la cale (28) associée.
7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque ailette (38) est montée coulissante radialement par rapport au bloc d'insertion (26) .
8. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens élastiques de rappel (382) des ailettes (38) en position interne rétractée.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'entraînement des ailettes (38) qui comportent un poussoir central (1 00) qui est monté coulissant axialement dans le bloc d'insertion (26), et des pans complémentaires réalisés dans chaque ailette (38) .
1 0. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le poussoir (1 00) est mobile axialement dans le bloc d'insertion (26) entre une position arrière pour laquelle les ailettes (38) sont en position interne rétractée et une position avant pour laquelle les ailettes (38) sont en position déployée externe.
1 1 . Dispositif selon la revendication 10 du type qui comporte un arbre arrière d'entraînement (1 01 ) du bloc d'insertion (26) en coulissement axial par rapport au paquet de tôles ( 14), caractérisé en ce que les ailettes (38) sont entraînées en coulissement radialement par rapport au bloc d'insertion (26) par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement.
12. Dispositif selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que les moyens d'entraînement des ailettes (38) en coulissement radialement par rapport au bloc d'insertion (26) sont conformés de manière que lorsque le bloc d'insertion (26) est entraîné en coulissement axial vers l'avant par rapport au paquet de tôles ( 14), les ailettes (38) sont en position externe déployées, et lorsque le bloc d'insertion (26) est entraîné en coulissement axial vers l'arrière par rapport au paquet de tôles (14), les ailettes (38) sont en position interne rétractée.
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