FR2814295A1

FR2814295A1 - Corps de bobinage pour recevoir un bobinage pour un convertisseur electro-magneto-mecanique, et convertisseur electro-magneto-mecanique

Info

Publication number: FR2814295A1
Application number: FR0112035A
Authority: FR
Inventors: Jurgen Weimer; Armin Denner
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2002-03-22
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: FR2814295B1; DE10046030C2; DE10046030A1

Abstract

L'invention concerne un corps de bobinage pour recevoir un bobinage pour un convertisseur électro-magnéto-mécanique, comportant une zone de bobinage (11) pour le bobinage (70) qui est formée par une âme (12) et par deux branches (13, 14) limitant en direction radiale la zone de bobinage (11) et reliées à l'âme (12). Pour pouvoir réaliser l'âme particulièrement mince et compenser néanmoins les forces engendrées par le bobinage, l'invention est caractérisée en ce qu'il est prévu un élément de fermeture (30) pour limiter la zone de bobinage (11) sur son côté (15) opposé à l'âme (12), et en ce que l'élément de fermeture (30) est ainsi réalisé et relié ou susceptible d'être relié au corps de bobinage (10) de telle sorte que le corps de bobinage (10) comprend un flux de force fermé sur lui-même après finition du bobinage (70). De plus, l'invention concerne un convertisseur électro-magnéto-mécanique amélioré en correspondance.

Description

La présente invention concerne tout d'abord un corps de bobinage pour recevoir un bobinage pour un convertisseur électro-magnétomécanique, comportant une zone d'enroulement pour le bobinage qui est formée par une âme et par deux branches limitant en direction radiale la zone d'enroulement et reliées à la culasse. De plus, l'invention concerne un convertisseur électro-magnéto-mécanique, comportant un rotor et un stator, le rotor ou le stator comprenant au moins un empilement de tôles avec une culasse et un certain nombre de dents pour recevoir des bobinages.

Les convertisseurs électro-magnéto-mécaniques sont des groupes électriques en rotation qui convertissent à l'aide d'un champ magnétique soit de l'énergie électrique en énergie mécanique selon le principe moteur, soit de l'énergie électrique en énergie mécanique selon le principe générateur.

De tels groupes électriques, qui peuvent être réalisés par exemple sous forme de moteurs synchrones ou de moteurs asynchrones, disposent d'une partie stationnaire appelée stator et d'une partie tournant appelée rotor. En fonction du type de réalisation du groupe électrique, le rotor et le stator sont constitués en règle générale par un empilement de tôles qui est formé par une culasse et par un certain nombre de dents. Des bobinages électriques (bobines) sont agencés dans les gorges entre ces dents. Lorsque ces bobinages sont traversés par un courant, le champ magnétique du groupe électrique est généré.

Les bobinages sont associés à des lignes individuelles, les bobinages associés à une ligne commune étant en circuit entre eux. Dans le cas d'un moteur à courant triphasé, on prévoit au total m lignes alimentées en courant avec un décalage de phase de 360/m.

L'empilement de tôles avec ses composants électro-magnétiques est désigné en règle générale comme"circuit magnétique". Par exemple,

l'empilement de tôles peut être réalisé en une seule pièce, ce qui signifie que la culasse et les dents de bobinage sont réalisées sous forme d'un seul composant. Cependant, on connaît également des conceptions de circuit magnétique dans lesquelles les empilements de tôles sont réalisés en deux pièces. Ceci signifie que la culasse et également les dents de bobinage individuelles sont fabriquées tout d'abord sous forme de composants séparés et ensuite assemblés en un empilement de tôles commun.

Pour pouvoir fabriquer les bobinages et les fixer sur les dents de bobinage, il est déjà connu d'utiliser des corps de bobinage. Un corps de bobinage développé par la demanderesse et déjà connu est illustré et décrit dans les figures 1 et 2.

Dans le cas des empilements de tôles en une seule pièce, on serre deux corps de bobinage dans une bobineuse et ensuite on les munit du bobinage. En particulier dans le cas des groupes électriques présentant de petites longueurs structurelles, on peut enlever le bobinage hors de la bobineuse après la fabrication et on peut l'enficher sur les dents respectives de l'empilement de tôles.

Dans le cas des empilements de tôles en deux pièces, on peut relier les corps de bobinage tout d'abord à une dent de bobinage et les poser dans cette combinaison dans la bobineuse. Ensuite, on procède à l'opération de bobinage, dont résulte une bobine formée par la dent de bobinage, par les deux corps de bobinage ainsi que par le bobinage luimême. Finalement, on peut relier la bobine ainsi réalisée à la culasse.

Cependant, la réalisation du bobinage peut également s'effectuer de la manière décrite à l'égard des empilements de tôles en une seule pièce.

Dès que l'on a procédé de la manière désirée à la mise en circuit des extrémités respectives du bobinage, le stator ou le rotor du convertisseur électro-magnéto-mécanique est fini.

Lors de la réalisation des convertisseurs électro-magnéto-mécaniques et en particulier des bobinages destinés à ceux-ci, il faut le faire de manière à diminuer constamment les coûts et à la fois augmenter la qualité.

Les corps de bobinage connus jusqu'à présent ont cependant un besoin en espace structurel relativement important. Ceci est dû au fait que les corps de bobinage doivent être réalisés très solides pour encaisser les forces à l'intérieur du bobinage. À cet effet, en particulier l'âme du corps de bobinage est réalisée relativement épaisse. Cette âme forme une délimitation pour une zone de bobinage dans laquelle on agence le bobinage proprement dit. Cette zone de bobinage est en outre limitée en direction radiale par deux branches qui sont reliées à l'âme. Le corps de bobinage présente ainsi une forme en U. Pour empêcher un écartement des branches à cause des forces qui se produisent et qui règnent, on réalise l'âme particulièrement épaisse et ainsi solide.

En partant de l'état de la technique mentionné, l'objectif sous-jacent à l'invention est de proposer un corps de bobinage susceptible d'être réalisé avec optimisation vis-à-vis de l'espace structurel et néanmoins suffisamment solide pour pouvoir encaisser les forces à l'intérieur du bobinage. De plus, on cherche à proposer un convertisseur électro-

magnéto-mécanique amélioré en correspondance. éto e e en corresp Cet objectif est atteint par un corps de bobinage conforme à l'invention ainsi que par un convertisseur électro-magnéto-mécanique conforme à l'invention. Des avantages, caractéristiques, détails, aspects et effets de l'invention ressortent de la description qui suit. Les caractéristiques et détails décrits à l'égard du corps de bobinage conforme à l'invention s'appliquent de la même manière également au convertisseur électromagnéto-mécanique, et inversement.

Selon un premier aspect de l'invention, on propose un corps de bobinage pour recevoir un bobinage pour un convertisseur électro-

magnéto-mécanique, comportant une zone de bobinage pour le bobinage, qui est formée par une âme et par deux branches limitant en direction radiale la zone d'enroulement et reliées à l'âme.

Conformément à l'invention, le corps de bobinage est caractérisé en ce qu'un élément de fermeture est prévu pour limiter la zone de bobinage sur son côté opposé à l'âme, et en ce que l'élément de fermeture est ainsi réalisé et relié ou susceptible d'être relié au corps de bobinage de telle sorte que le corps de bobinage comprend un flux de force fermé sur lui-même après finition du bobinage.

Le corps de bobinage peut être réalisé de manière à prendre particulièrement peu de place. Néanmoins, il est suffisamment solide pour pouvoir encaisser les forces engendrées par le bobinage.

Le corps de bobinage comporte tout d'abord une zone de bobinage pour le bobinage qui est formée par une âme et par deux branches limitant en direction radiale la zone de bobinage et reliées à l'âme.

Cette zone de bobinage est limitée vers trois côtés. Pendant l'opération de bobinage, on pose le bobinage dans cette zone de bobinage. Pour éviter que le bobinage puisse glisser hors de la zone de bobinage, les branches sont réalisées de préférence de manière à dépasser au-delà de l'âme. Elles remplissent ainsi la fonction d'une sorte de plaques d'extrémité pour la zone de bobinage, contre lesquelles le bobinage peut venir s'appuyer.

Une idée fondamentale de la présente invention est de limiter la zone de bobinage également sur son côté opposé à l'âme. Ceci s'effectue via l'élément de fermeture qui est relié au corps de bobinage, du moins après finition du bobinage. Grâce à ceci, on peut générer dans le corps de bobinage un flux de force fermé sur lui-même qui peut encaisser les forces engendrées par le bobinage réalisé par exemple sous forme de bobinage en cuivre. Ceci signifie qu'il n'est plus nécessaire de réaliser l'âme aussi solide ou épaisse pour empêcher un écartement des branches. On peut même considérablement réduire l'épaisseur de l'âme, ce qui procure une économie d'espace structurel pour l'ensemble du

corps de bobinage. Ceci sera expliqué en se rapportant à un exemple numérique. Les corps de bobinage selon l'état de la technique présentent jusqu'à présent une épaisseur d'âme d'environ 3 mm. Grâce à la réalisation conforme à l'invention du corps de bobinage, on peut réduire cette épaisseur d'âme de 2 mm, c'est-à-dire l'amener à 1 mm.

La réduction de l'épaisseur d'âme et l'utilisation d'un élément de fermeture présentent cependant également d'autres avantages. Dans un convertisseur électro-magnéto-mécanique qui est réalisé par exemple sous la forme d'un moteur à champ magnétique rotatif, le bobinage qui génère le champ magnétique alternatif doit être agencé à une certaine distance de sécurité par rapport aux autres composants stationnaires ou en rotation du convertisseur électro-magnéto-mécanique, pour éviter des courants d'induction désavantageux. Grâce à la réduction de l'épaisseur d'âme et à l'agencement de l'élément de fermeture au niveau de la distance de sécurité, on peut réaliser de manière avantageuse un raccourcissement axial de l'espace structurel du convertisseur électromagnéto-mécanique. D'autres détails seront décrits plus loin en se rapportant au convertisseur électro-magnéto-mécanique conforme à l'invention, de sorte que l'on se réfère ici également au contenu entier de ces réalisations.

Avantageusement, le corps de bobinage peut être constitué en matière plastique et réalisé par exemple par un procédé de coulée-injection.

La réalisation du corps de bobinage conforme à l'invention mène en outre à une économie de matière et ainsi à une économie de coûts. De plus, une fixation sûre du bobinage est possible.

Avantageusement, l'élément de fermeture peut être agencé en pivotement sur l'une des branches. Ceci présente l'avantage de pouvoir réaliser l'élément de fermeture déjà lors de la réalisation du corps de bobinage et le relier solidairement à ce dernier. On empêche ainsi que l'élément de fermeture puisse se perdre. La liaison en pivotement peut

est établie par exemple via un élément d'articulation convenable.

L'invention ne se limite pas à certains types d'articulation.

L'agencement en pivotement de l'élément de fermeture sur le corps de bobinage permet une manipulation simple. Après avoir introduit le bobinage dans la zone de bobinage du corps de bobinage, on fait simplement pivoter l'élément de fermeture, de sorte que la zone de bobinage est limitée également sur son côté opposé à l'âme.

Avantageusement, sur celle des branches sur laquelle l'élément de fermeture n'est pas agencé, on prévoit un dispositif de fixation pour fixer l'élément de fermeture. De cette manière, on peut fixer l'élément de fermeture pivoté sur la branche du corps de bobinage, de manière à éviter de façon sûre une ouverture accidentelle de l'élément de fermeture et ainsi une interruption du flux de force fermé. L'invention ne se limite pas à certaines formes de dispositifs de fixation. Ainsi, on peut réaliser le dispositif de fixation par exemple pour établir une liaison clipsée, encliquetée, enclenchée ou similaire.

Selon un autre mode de réalisation, l'élément de fermeture peut être réalisé par exemple sous la forme d'un composant tout d'abord séparé du corps de bobinage, qui est relié ou sera relié aux branches après finition du bobinage. Ce mode de réalisation présente l'avantage de pouvoir réaliser l'élément de fermeture ainsi que le corps de bobinage tout d'abord de manière très simple et ainsi économique. De cette manière, on peut introduire le bobinage dans la zone de bobinage.

Ensuite, on referme la zone de bobinage au moyen de l'élément de fermeture en le reliant sous forme de couvercle aux branches du corps de bobinage. Cette liaison peut être établie à son tour par exemple via un dispositif de fixation approprié décrit ci-dessus.

Avantageusement, l'âme peut comprendre sur son côté opposé à la zone de bobinage un dispositif d'arrêt pour arrêter le corps de bobinage sur une dent. Dans ce cas, l'invention ne se limite pas à certains types de dispositifs d'arrêt. L'important, c'est seulement que le corps de bobinage puisse être retenu de façon sûre via le dispositif d'arrêt sur la

dent. Par exemple, le dispositif d'arrêt peut être réalisé sous forme de boutons de fixation ou similaires.

Grâce au dispositif d'arrêt, on peut empêcher un glissement du bobinage en particulier radialement vers l'extérieur. Simultanément, le bobinage est fixé dans la gorge, de sorte que pour de courtes longueurs actives, aucun coulisseau couvre-gorge n'est nécessaire. De tels coulisseaux couvre-gorges sont par ailleurs nécessaires pour empêcher un glissement des bobinages hors des gorges de l'empilement de tôles, que l'on doit enrouler ou enficher sur les dents sans les corps de bobinage.

Avantageusement, le corps de bobinage peut comprendre une zone de réception pour un dispositif de mise en circuit pour le bobinage, et la zone de réception est formée par l'une des branches, par une zone de prolongement de l'âme au-delà de cette branche et par une branche de fixation. La branche de fixation est prévue à distance en direction radiale de la branche et qui est reliée à la zone de prolongement de l'âme.

Grâce à ceci, il est possible de manière simple de fixer un dispositif de mise en circuit de manière à économiser de la place. Grâce à la formation d'une zone de réception supplémentaire qui est réalisée de préférence au voisinage de la zone de bobinage, il est possible de pouvoir retenir de manière simple et néanmoins sûre le dispositif de mise en circuit, par exemple sous forme d'anneaux de commutation. La zone de réception formée ainsi présente donc la propriété de recevoir le dispositif de mise en circuit qui sert à mettre en circuit le convertisseur électro-magnéto-mécanique, et de le retenir aussi bien pendant l'opération de mise en circuit que pendant le fonctionnement ultérieur.

Avantageusement, la zone de réception est limitée ou est susceptible d'être limitée sur son côté opposé à la zone de prolongement de l'âme

par l'élément de fermeture, après finition du bobinage. De cette manière, le dispositif de mise en circuit est protégé contre des glissements, des endommagements et similaires.

En ce qui concerne la zone de réception, l'élément de fermeture agit de la même manière que l'élément de fermeture pour la zone de bobinage, de sorte que l'on se réfère aux explications précédentes sur l'élément de fermeture à l'égard de la zone de bobinage.

Avantageusement, l'élément de fermeture est agencé en pivotement sur la branche de fixation.

Cependant, on peut également imaginer que l'élément de fermeture réalisé tout d'abord sous la forme d'un composant séparé est ou sera relié à la branche de fixation, après finition du bobinage.

Selon un autre développement, les branches et/ou la branche de fixation peu (ven) t être orientée (s) perpendiculairement à l'âme. Grâce à ceci, on obtient une zone de bobinage et/ou zone de réception sensiblement en forme de U. Cependant, on peut également imaginer d'orienter les branches sous un angle par rapport à l'âme.

Avantageusement, on peut prévoir au moins un élément d'aide au montage en forme de barrette qui est agencé radialement à l'extérieur et/ou radialement à l'intérieur du corps de bobinage sur celui-ci et qui s'étend en direction axiale détournée de la zone de bobinage au-delà de l'âme du corps de bobinage.

L'élément d'aide au montage en forme de barrette sert d'une part à fixer le corps de bobinage de manière simple et sûre sur la dent de bobinage.

D'autre part, l'élément d'aide au montage sert à renforcer les branches, de sorte que celles-ci ne peuvent pas s'ouvrir par flexion à cause des forces engendrées par le bobinage. L'élément d'aide au montage

encaisse ainsi les forces qui se produisent pendant la réalisation du bobinage. Ceci est particulièrement avantageux car l'âme est réalisée relativement mince et que l'élément de fermeture n'est pas encore fermé. Un flux de force fermé n'est pas encore réalisé dans cette situation, ce qui n'est cependant pas désavantageux, car les forces générées sont compensées par l'élément d'aide au montage.

De plus, l'élément d'aide au montage présente l'avantage de pouvoir assembler de manière plus simple le rotor et le stator du convertisseur électro-magnéto-mécanique.

Le fait qu'une zone de l'élément d'aide au montage s'étende dans la direction axiale détournée de la zone de bobinage au-delà de l'âme du corps de bobinage n'est pas désavantageux. Cette zone s'étend par exemple dans l'entrefer entre le stator et le rotor. Lorsque l'on fait fonctionner le convertisseur électro-magnéto-mécanique pour la première fois, ce qui signifie que le rotor tourne, les zones en saillie de l'élément d'aide au montage se brisent par elles-mêmes, de manière à ne plus être présentes.

Avantageusement, l'élément d'aide au montage est agencé sur au moins une branche et/ou sur la branche de fixation. Grâce à ceci, la branche reliée à l'élément d'aide au montage peut être soutenue pendant l'opération de bobinage.

Selon un autre développement, l'élément d'aide au montage est réalisé, dans sa zone dépassant au-delà de l'âme, du moins localement sensiblement en forme de coin. Grâce à ceci, on peut davantage simplifier l'assemblage du rotor et du stator, en particulier lorsque l'on introduit l'élément d'aide au montage dans l'entrefer entre le stator et le rotor.

Avantageusement, ledit au moins un élément d'aide au montage est réalisé sous forme de composant séparé du reste du corps de bobinage.

Ceci est avantageux en particulier sur le plan de la fabrication, car on peut réaliser tout d'abord séparément les composants individuels, c'est- à-dire l'élément d'aide au montage ainsi que le corps de bobinage, et ceci de manière simple par exemple par un procédé de coulée-injection correspondant pour des pièces en matière plastique.

Selon un autre développement, ledit au moins un élément d'aide au montage est solidairement relié au corps de bobinage. Dans ce cas, il ne se présente qu'un seul composant dans lequel des pièces individuelles ne peuvent pas se perdre.

Avantageusement, l'élément d'aide au montage comprend un emplacement destiné à la rupture dans la zone de transition du corps de bobinage. Un tel emplacement destiné à la rupture présente l'avantage que la zone, dépassant au-delà du corps de bobinage, de l'élément d'aide au montage se rompt lors d'une première rotation du convertisseur électro-magnéto-mécanique, et ceci de manière particulièrement simple et surtout à un emplacement défini.

En résumé, le corps de bobinage conforme à l'invention offre une série d'avantages. Tout d'abord, on peut considérablement réduire l'épaisseur de paroi de l'âme faisant par ailleurs agrandir l'espace structurel, par exemple d'une valeur jusqu'à deux tiers. De plus, les forces qui se produisent peuvent être encaissées au moyen d'un flux de force fermé grâce au fait que la zone de bobinage est fermée également sur son côté opposé à l'âme. Au moyen du corps de bobinage, on peut réaliser des hauteurs de bobinage variables. De plus, on peut intégrer et fixer de manière particulièrement simple un dispositif de mise en circuit dans le corps de bobinage. Grâce à l'agencement du dispositif de mise en circuit dans la zone de réception, on peut en outre réaliser une isolation particulièrement simple et sûre du dispositif de mise en circuit. De manière particulièrement avantageuse, l'âme peut venir s'appuyer contre la culasse. La réalisation du corps de bobinage conforme à l'invention est de préférence d'un seul tenant. De plus, grâce à la réalisation conforme à l'invention du corps de bobinage, on

peut réduire la largeur structurelle de l'âme ainsi que des branches. Finalement, un montage simple du rotor et du stator est possible grâce au corps de bobinage conforme à l'invention.

Selon un deuxième aspect de l'invention, on propose un convertisseur électro-magnéto-mécanique comportant un rotor et un stator, le rotor ou le stator comprenant au moins un empilement de tôles avec une culasse et un certain nombre de dents pour recevoir des bobinages. Le convertisseur électro-magnéto-mécanique conforme à l'invention est caractérisé en ce que chacun des bobinages est enroulé sur deux corps de bobinage comme décrit ci-dessus.

Grâce à ceci, il est possible d'enrouler les bobinages tout d'abord séparément au moyen d'une bobineuse prévue expressément à cet effet, et ensuite on peut les relier à l'empilement de tôles. Cette liaison peut se faire de manière particulièrement avantageuse, de sorte que les bobinages sont solidairement reliés à l'empilement de tôles. Le convertisseur électro-magnéto-mécanique peut comprendre des empilements de tôles en une seule pièce et en deux pièces.

Avantageusement, les corps de bobinage sont ou seront agencés sur les faces frontales des dents. Si l'empilement de tôles est réalisé en une seule pièce, on réalise tout d'abord séparément le bobinage et on l'enfiche ensuite sur les dents. Dans le cas d'une réalisation en deux pièces de l'empilement de tôles, on peut agencer les corps de bobinage tout d'abord sur les faces frontales des dents. Ensuite, on enroule le bobinage directement sur les dents, de sorte qu'il se produit une tête de bobinage que l'on peut alors relier dans son ensemble de manière simple à la culasse de l'empilement de tôles.

Selon un autre développement, on prévoit sur les faces frontales des dents un dispositif de réception respectif pour le dispositif d'arrêt des corps de bobinage. Ce dispositif de réception peut être réalisé de diverses manières, en fonction de la réalisation du dispositif d'arrêt, de

sorte que l'invention ne se limite pas à certains modes de réalisation. Selon un autre développement, le dispositif de mise en circuit comprend un ou plusieurs, de préférence trois anneaux de commutation. Les anneaux de commutation sont des conducteurs de connexion électriquement isolés les uns des autres qui sont réalisés par exemple sous forme de conducteurs annulaires. Les extrémités individuelles des bobinages sont reliées aux conducteurs de connexion, par exemple par brasage, grâce à quoi on évite une mise en circuit individuelle complexe assez usuelle jusqu'à présent des bobinages individuels.

Avantageusement, chaque corps de bobinage peut être agencé de telle sorte sur les faces frontales des dents que la zone de réception pour le dispositif de mise en circuit est réalisée, vue depuis le centre de la culasse, radialement à l'intérieur de la zone de bobinage pour le bobinage. De cette manière, on obtient que le dispositif de mise en circuit n'est pas agencé en avant des bobinages en direction axiale. Au contraire, le dispositif de mise en circuit, par exemple les anneaux de commutation, est agencé coaxialement aux bobinages au-dessous ou radialement à l'intérieur de ceux-ci. Grâce à ceci, on peut réduire l'espace structurel nécessaire pour le convertisseur électro-magnétomécanique.

Avantageusement, les bobinages enroulés sur les corps de bobinage peuvent présenter une distance de sécurité par rapport aux autres composants stationnaires ou en rotation du convertisseur électromagnéto-mécanique. Lorsque le convertisseur électro-magnétomécanique est réalisé par exemple sous la forme d'un moteur à champ magnétique rotatif, il est requis que les bobinages (bobines) générant un champ magnétique présentent une distance sûre par rapport aux autres composants métalliques stationnaires ou en rotation. Ainsi, on assure qu'une interaction par induction par les champs de dispersion émanant des bobinages sera aussi faible que possible. Sinon, des courants d'induction sont excités qui réduisent le rendement du

convertisseur électro-magnéto-mécanique. Si le convertisseur électro- magnéto-mécanique est réalisé par exemple du type à rotor extérieur, le rotor et en particulier le support de rotor axialement voisin se trouvent à proximité directe des bobinages. Les bobinages et le support de rotor sont par conséquent écartés axialement par une distance de sécurité. Cette distance de sécurité peut présenter des tailles différentes, en fonction du mode de réalisation. Dans un exemple concret, la distance de sécurité peut s'élever par exemple à 3 mm.

L'avantage de l'invention est maintenant de réaliser plus mince l'âme, dirigée vers l'empilement de tôles, du corps de bobinage et de déporter une autre partie du corps de bobinage qui est l'élément de fermeture, au niveau de la distance de sécurité. Grâce à ceci, on peut obtenir de manière avantageuse un raccourcissement axial de l'espace structurel.

Le convertisseur électro-magnéto-mécanique peut présenter une configuration quelconque. On notera par exemple des groupes électriques du type à rotor intérieur ou à rotor extérieur, des moteurs synchrones, des moteurs asynchrones, des moteurs à excitation permanente et similaires. Un groupe à noter en particulier est par exemple le générateur-démarreur que l'on utilise de manière particulièrement avantageuse dans des véhicules. Dans ce cas, il s'agit de groupes électriques dont le rotor est monté par exemple au moyen du palier du vilebrequin d'un moteur à combustion interne. Le générateur-démarreur est utilisé non seulement pour démarrer et arrêter le moteur à combustion interne, mais il peut également remplir des fonctions différentes pendant le fonctionnement du moteur, comme par exemple des fonctions de freinage, des fonctions de suralimentation, la gestion de la batterie, un amortissement d'oscillation actif, une synchronisation du moteur à combustion interne et similaires. Un tel générateur démarreur peut être réalisé sous la forme d'un moteur synchrone à rotor extérieur ou à rotor intérieur et être relié au bloc moteur du moteur à combustion interne par exemple via un support de stator à titre d'élément porteur. L'invention peut être appliquée en outre de manière particulièrement avantageuse dans des entraînements

électriques et dans des entraînements hybrides. L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant à des exemples de réalisation illustrés dans les dessins annexés. Les figures montrent : figure 1, une vue latérale schématique d'un corps de bobinage connu de l'état de la technique, qui est fixé sur une dent ; figure 2, une vue de dessus sur le corps de bobinage illustré dans la figure 1 ainsi que sur la dent ; figure 3, une vue latérale schématique d'un premier exemple de réalisation d'un corps de bobinage conforme à l'invention ; figure 4, une vue latérale schématique d'un deuxième exemple de réalisation d'un corps de bobinage conforme à l'invention ; et figure 5, une vue latérale schématique depuis d'un troisième exemple de réalisation d'un corps de bobinage conforme à l'invention.

Les figures 1 et 2 illustrent tout d'abord une dent 83 pour un convertisseur électro-magnéto-mécanique qui n'est pas illustré plus en détail. Sur la face frontale 84 de la dent 83 est agencé un corps de bobinage 10 connu de l'état de la technique.

Le corps de bobinage 10 comprend une zone de bobinage 11 qui est formée par une âme 12 et par deux branches 13,14 limitant la zone de bobinage 11 en direction radiale (illustrée par la flèche R) et reliées à l'âme 12. Dans la zone de bobinage 11 se trouve le bobinage 70 proprement dit, en l'occurrence un bobinage en cuivre. Pour pouvoir compenser les forces qui se produisent par le bobinage 70 et qui apparaissent pendant l'opération de bobinage proprement dite ainsi que pendant le fonctionnement ultérieur, l'âme 12 est réalisée particulièrement épaisse. Des épaisseurs usuelles pour les âmes s'élèvent par exemple à 3 mm ou plus.

Le corps de bobinage 10 avec le bobinage 70 situé sur celui-ci est

agencé à une distance de sécurité Si par rapport aux autres composants stationnaires ou en rotation du convertisseur électro-magnéto- mécanique, afin d'éviter des inductivités réduisant de manière désavantageuse le rendement. Dans le présent exemple, la distance de sécurité Si s'élève à 3 mm et se situe entre le bobinage 70 et un support de rotor 87.

En raison du fait que l'âme 12 est relativement épaisse, on confère au corps de bobinage 10 une solidité suffisante par laquelle on évite que les branches 13,14 puissent s'ouvrir en fléchissant vers l'extérieur.

Cependant, le corps de bobinage 10 illustré dans les figures 1 et 2 présente quelques inconvénients en particulier à l'égard d'une optimisation de l'espace structurel. Ainsi, on souhaite par exemple maintenir aussi petit que possible l'espace structurel requis par le corps de bobinage 10. À cet effet, on doit réduire l'épaisseur de l'âme 12. La manière d'y parvenir de façon avantageuse sera décrite plus en détail en se rapportant aux exemples de réalisation de corps de bobinage conformes à l'invention illustrés dans les figures 3 à 5.

Le corps de bobinage 10 illustré dans la figure 3 est fixé à son tour sur la face frontale 84 d'une dent 83. La structure de base du corps de bobinage 10 correspond dans ce cas à celle du corps de bobinage illustré dans les figures 1 et 2, de sorte que les éléments identiques sont désignés par les mêmes chiffres de référence et que l'on se réfère aux explications précédentes pour éviter des répétitions. Le corps de bobinage 10 et le bobinage 70 situé sur celui-ci sont de nouveau distants d'une distance de sécurité Si de par exemple 3 mm par rapport à un support de rotor 87.

En supplément, le corps de bobinage 10 comprend sur son côté 18 opposé à la zone de bobinage 11 un dispositif d'arrêt 17 qui est réalisé en l'occurrence sous forme de boutons de fixation. Le dispositif d'arrêt 17 s'engage dans un dispositif de réception correspondant 85 dans la

dent 83. Grâce à ceci, le corps de bobinage 10 est retenu de façon sûre sur la dent 83, de manière à éviter un glissement.

Le corps de bobinage 10 illustré dans la figure 3 comprend une âme 12 nettement plus mince par comparaison avec le corps de bobinage illustré dans la figure 1. Dans ce cas, l'épaisseur de l'âme peut être réduite d'une valeur jusqu'à deux tiers, de sorte que l'âme 12 dans le présent exemple de réalisation comprend par exemple une épaisseur de 1 mm seulement. Pour empêcher une ouverture par flexion des branches 13,14 à cause des forces qui apparaissent, le corps de bobinage 10 comprend un élément de fermeture 30 qui est fixé en pivotement sur la branche 13 au moyen d'une liaison d'articulation 31.

Après avoir fini le bobinage 70, on fait pivoter l'élément de fermeture 30 dans la direction de pivotement S, de sorte que la zone de bobinage 11 est limitée également sur son côté 15 opposé à l'âme 12 par l'élément de fermeture 30. Grâce à ceci, on obtient un flux de force fermé qui empêche de manière sûre une ouverture des branches 13,14 malgré l'âme 12 relativement mince.

Grâce à la réalisation conforme à l'invention du corps de bobinage 10, on peut réaliser de manière avantageuse un raccourcissement axial de l'espace structurel, car l'âme 12 est réalisée particulièrement mince et que l'élément de fermeture 30 est agencé quasiment au niveau de la distance de sécurité Si.

Pour empêcher une coupure accidentelle du flux de force fermé, l'élément de fermeture 30 est fixé sur la branche 14 au moyen d'un dispositif de fixation approprié 16. Le dispositif de fixation 16 peut être réalisé de manière à établir par exemple une liaison clipsée, encliquetée, enclenchée ou similaire.

Dans l'exemple de réalisation illustré dans la figure 4, on a prévu de nouveau un corps de bobinage 10 qui est agencé sur la face frontale 84 d'une dent 83. Dans sa structure de base, le corps de bobinage 10

correspond dans ce cas à celui illustré dans la figure 3, de sorte que les éléments identiques sont désignés par les mêmes chiffres de référence et que l'on se réfère aux explications précédentes pour éviter des répétitions.

La dent 83 illustrée dans la figure 4 fait partie d'une culasse 82 qui fait à son tour partie d'un stator 81 d'un convertisseur électro-magnétomécanique.

Par rapport au centre de la culasse 82 qui se situe dans la direction illustrée par la flèche M, le corps de bobinage 10 comprend une zone 90 située radialement à l'extérieur ainsi qu'une zone 91 située radialement à l'intérieur. Dans la zone 91 située radialement à l'intérieur, le corps de bobinage 10 comprend, à la différence de la figure 3, une zone de réception 19 pour un dispositif de mise en circuit 40 pour le bobinage 70. Le dispositif de mise en circuit 40 selon la figure 4 est constitué par trois anneaux de commutation 41,42, 43 sur lesquels sont fixées les extrémités des bobinages individuels 70 de manière correspondante. La figure 4 illustre le dispositif de mise en circuit uniquement très schématiquement. En règle générale, les anneaux de commutation 41, 42, 43 sont agencés de manière plus complexe dans la zone de réception 19, en étant en particulier isolés les uns contre les autres et bloqués à l'encontre d'un glissement.

La zone de réception 19 du corps de bobinage 10 est formée par les branches 14, par une zone de prolongement 20 de l'âme 12 au-delà de cette branche 14 et par une branche de fixation 21 qui est prévue à distance en direction radiale R par rapport à la branche 14 et qui est reliée à la zone de prolongement 20 de l'âme 12. Les deux branches 13, 14 ainsi que la branche de fixation 21 font saillie sensiblement perpendiculairement de l'âme 12 ou de la zone de prolongement 20 de l'âme 12, de sorte qu'il se produit une zone de bobinage 11 et une zone de réception 19 sensiblement en forme de U. Le fait que la zone de réception 19 se situe dans la zone 91 radialement à l'intérieur de la zone de bobinage 11 présente une série d'avantages à l'égard de la

construction du convertisseur électro-magnéto-mécanique, qui ont été décrits plus en détail dans la partie générale de la description.

Pour générer dans le corps de bobinage 10 un flux de force fermé qui empêche une ouverture en flexion accidentelle des branches 13,14 ainsi que de la branche de fixation 21, on prévoit de nouveau un élément de fermeture 30 qui se présente tout d'abord sous forme de composant séparé. Après avoir introduit le bobinage 70 dans la zone de réception 11 et le dispositif de mise en circuit 40 dans la zone de réception 19, on pose l'élément de fermeture 30, faisant office par exemple de couvercle, en direction de fixation B sur le corps de bobinage 10, de sorte que le côté 15, opposé à l'âme 12, de la zone de bobinage 11 ainsi que le côté 22, opposé à la zone de prolongement 20, de la zone de réception sont également limités. Pour empêcher un détachement accidentel de l'élément de fermeture 30, les branches 13, 14 ainsi que la branche de fixation 21 comprennent des dispositifs de fixation correspondants 16 qui permettent à leur tour par exemple une liaison clipsée, encliquetée, enclenchée, ou similaire.

La figure 5 montre finalement un corps de bobinage 10 dont la structure de base correspond à celle du corps de bobinage illustré dans la figure 3 et qui est agencé par son âme 12 sur la face frontale 84 de la dent 83. La dent 83 fait à son tour partie d'une culasse 82 qui fait partie d'un stator 31. De plus, la figure 5 illustre un rotor 80 ainsi qu'un entrefer 86 situé entre le rotor 80 et le stator 81. En ce qui concerne la structure de base du corps de bobinage 10, on se réfère aux explications concernant la figure 3.

En particulier pendant l'opération de bobinage proprement dite, l'élément de fermeture 30 n'est pas encore pivoté, de sorte que la zone de bobinage 11 est encore ouverte sur le côté 15 opposé à l'âme 12 et qu'un flux de force fermé ne peut pas encore s'établir. Cependant, étant donné que l'âme 12 est réalisée relativement mince, les branches 13,14 du corps de bobinage 10 pourraient fléchir vers l'extérieur pendant l'opération de bobinage. Pour empêcher ceci, on prévoit un élément

d'aide au montage 50 en forme de barrette. L'élément d'aide au montage 50 est fixé dans la zone 90 située radialement à l'extérieur sur la branche 13 et il s'étend au-delà de l'âme 12 du corps de bobinage dans la direction axiale détournée de la zone de bobinage 11, qui est illustrée par la flèche A. La zone 51, dépassant au-delà du corps de bobinage 10, de l'élément d'aide au montage 50, qui est réalisée avantageusement du moins en partie en forme de coin est introduite dans l'entrefer 86, de sorte que l'on peut fixer de manière particulièrement simple le corps de bobinage 10. De plus, grâce à l'élément d'aide au montage 50, on peut simplifier l'assemblage du rotor 80 et du stator 81.

Grâce à l'élément d'aide au montage 50, la branche 13 et si besoin également la branche 14 sont renforcées, ce pourquoi on empêche un écartement par flexion. Pendant le fonctionnement du convertisseur électro-magnéto-mécanique, on ne veut cependant pas que des composants quelconques se trouvent dans l'entrefer 86. Pour cette raison, on doit assurer que la zone 51, dépassant au-delà de l'âme 12, de l'élément d'aide au montage 50 sera enlevée avant la mise en service du convertisseur électro-magnéto-mécanique. À cet effet, on prévoit un emplacement destiné à la rupture 53 dans la zone de transition 52 du corps de bobinage 10 dans l'élément d'aide au montage 50. Lorsque le rotor 80 tourne pour la première fois, la zone 51, dépassant au-delà de l'âme 12, de l'élément d'aide au montage 50 se rompt au niveau de l'emplacement destiné à la rupture 53. Grâce à ceci, l'entrefer 86 est libéré. Etant donné qu'avant la mise en service du convertisseur électro-magnéto-mécanique l'élément de fermeture 30 a été fermé, les branches 13,14 ne peuvent plus s'ouvrir par flexion après le cisaillement de la zone 51, dépassant au-delà de l'âme 12, de l'élément d'aide au montage 50, car entre-temps le flux de force fermé requis a été généré.

Liste des références 10 corps de bobinage 11 zone de bobinage 12 âme 13 branche 14 branche 15 côté de la zone de bobinage opposé à l'âme 16 dispositif de fixation 17 dispositif d'arrêt 18 côté de l'âme opposé à la zone de bobinage 19 zone de réception 20 zone de prolongement de l'âme 21 branche de fixation 22 côté de la zone de réception opposé à la zone de prolongement 30 élément de fermeture 31 articulation 40 dispositif de mise en circuit 41 anneau de commutation 42 anneau de commutation 43 anneau de commutation 50 élément d'aide au montage 51 zone dépassant au-delà de l'âme 52 zone de transition 53 emplacement destiné à la rupture 70 bobinage 80 rotor 81 stator

82 culasse 83 dent 84 face frontale de la dent 85 dispositif de réception 86 entrefer 87 support de rotor 90 zone située radialement à l'extérieur 91 zone située radialement à l'intérieur R direction radiale A direction axiale S direction de pivotement B direction de fixation M direction vers le centre de la culasse Si distance de sécurité

Claims

Revendications

1. Corps de bobinage pour recevoir un bobinage (70) pour un convertisseur électro-magnéto-mécanique, comportant une zone de bobinage (11) pour le bobinage (70) qui est formée par une âme (12) et par deux branches (13,14) limitant en direction radiale la zone de bobinage (11) et reliées à l'âme (12), caractérisé en ce qu'il est prévu un élément de fermeture (30) pour limiter la zone de bobinage (11) sur son côté (15) opposé à l'âme (12), et en ce que l'élément de fermeture (30) est ainsi réalisé et relié ou susceptible d'être relié au corps de bobinage (10) de telle sorte que le corps de bobinage (10) comprend un flux de force fermé sur lui-même après finition du bobinage (70).

2. Corps de bobinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de fermeture (30) est agencé en pivotement sur l'une des branches (13,14).

3. Corps de bobinage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu sur celle des branches (14) sur laquelle l'élément de fermeture (30) n'est pas agencé, un dispositif de fixation (16) pour fixer l'élément de fermeture (30).

4. Corps de bobinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de fermeture (30) est réalisé sous la forme d'un composant tout d'abord séparé du corps de bobinage (10), qui est relié ou sera relié aux branches (13,14) après finition du bobinage (70).

5. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'âme (12) comprend sur son côté (18) opposé à la zone de bobinage (11) un dispositif d'arrêt (17) pour arrêter le corps de bobinage (10) sur une dent (83).

6. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que celui-ci comprend une zone de réception (19) pour un dispositif de mise en circuit (40) pour le bobinage (70), et en ce que la zone de réception (19) est formée par l'une des branches (14), par une zone de prolongement (20) de l'âme (12) au-delà de cette branche (14) et par une branche de fixation (21) qui est prévue à distance en direction radiale (R) par rapport à la branche (14) et qui est reliée à la zone de prolongement (20) de l'âme (12).

7. Corps de bobinage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la zone de réception (19) est limitée ou est susceptible d'être limitée sur son côté (22) opposé à la zone de prolongement (20) de l'âme (12) par l'élément de fermeture (30), après finition du bobinage (70).

8. Corps de bobinage selon l'une ou l'autre des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'élément de fermeture (30) est agencé en pivotement sur la branche de fixation (21).

9. Corps de bobinage selon l'une ou l'autre des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'élément de fermeture (30), réalisé tout d'abord sous la forme d'un composant séparé, est ou sera relié à la branche de fixation (21) après finition du bobinage (70).

10. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les branches (13,14) et/ou la branche de fixation (21) sont orientées perpendiculairement à l'âme (12).

11. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un élément d'aide au montage (50) en forme de barrette qui est agencé radialement à l'extérieur (90) et/ou radialement à l'intérieur (91) du corps de bobinage (10) sur celui-ci et qui s'étend en direction axiale (A) détournée de la zone de bobinage (11) au-delà de l'âme (12) du corps de bobinage (10).

12. Corps de bobinage selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élément d'aide au montage (50) est agencé sur au moins une branche (13,14) et/ou sur la branche de fixation (21).

13. Corps de bobinage selon l'une ou l'autre des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que l'élément d'aide au montage (50) est réalisé, dans sa zone (51) dépassant au-delà de l'âme (12), du moins localement sensiblement en forme de coin.

14. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que ledit au moins un élément d'aide au montage (50) est réalisé sous forme de composant séparé du reste du corps de bobinage (10).

15. Corps de bobinage selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que ledit au moins un élément d'aide au montage (50) est solidairement relié au corps de bobinage (10).

16. Corps de bobinage selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'élément d'aide au montage (50) comprend un emplacement destiné à la rupture dans la zone de transition (52) depuis le corps de bobinage (10).

17. Convertisseur électro-magnéto-mécanique comportant un rotor (80) et un stator (81), le rotor (80) ou le stator (81) comprenant au moins un empilement de tôles avec une culasse (82) et un certain nombre de dents (83) pour recevoir des bobinages (70), caractérisé en ce que chacun des bobinages (70) est enroulé sur deux corps de bobinage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.

18. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon la revendication 17, caractérisé en ce que les corps de bobinage (10) sont ou seront agencés sur les faces frontales (84) des dents (83).

19. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon la revendication 18, caractérisé en ce que sur les faces frontales (84) des dents (83) est prévu un dispositif de réception respectif (85) pour le dispositif d'arrêt (17) des corps de bobinage (10).

20. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon l'une quelconque des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que le dispositif de mise en circuit (40) comprend un ou plusieurs, de préférence trois anneaux de commutation (41,42, 43).

21. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon l'une quelconque des revendications 17 à 20, caractérisé en ce que chaque corps de bobinage (10) est agencé de telle sorte sur les faces frontales (84) des dents (83) que la zone de réception (19) pour le dispositif de mise en circuit (40) est réalisée, vue depuis le centre de la culasse (82), radialement à l'intérieur (91) de la zone de bobinage (11) pour le bobinage (70).

22. Convertisseur électro-magnéto-mécanique selon l'une quelconque des revendications 17 à 21, caractérisé en ce que les bobinages (70) enroulés sur les corps de bobinage (10) présentent une distance de sécurité (Si) par rapport aux autres composants (87) stationnaires ou en rotation du convertisseur électro-magnéto-mécanique.