FR3007903A1 - Element isolant electrique - Google Patents

Abstract

Elément isolant (81, 82) destiné à venir en appui sur une face radiale d'extrémité (40, 41) d'un paquet de tôles (36) solidaire d'un arbre (35) d'un rotor (30) à pôles saillants (44) d'une machine électrique tournante (10), du type comportant une paroi radiale centrale (85, 121) adaptée à autoriser le passage de l'arbre (35) du rotor (30) et des bras radiaux (38) s'étendant vers l'extérieur à partir du bord externe de la paroi radiale centrale (85, 121). L'élément (81, 82) isolant est caractérisé en ce qu'il est en matériau composite et comporte un insert métallique (200) et de la matière plastique surmoulée sur l'insert (200).

Description

«Elément isolant électrique» Domaine de l'invention La présente invention concerne les éléments isolants appartenant à un dispositif d'isolation électrique des bobinages par rapport au paquet de tôles d'un rotor à pôles saillants d'une machine électrique tournante. La présente invention concerne également un rotor à pôles saillants de machine électrique 10 tournante, telle qu'un alternateur ou un alterno-démarreur de véhicule automobile, équipée d'un tel élément isolant. Etat de la technique 15 Dans la demande FR 11/62007 il est décrit un rotor de machine électrique tournante comportant un arbre de rotor destiné à être monté rotatif autour de son axe et un paquet de tôles monté coaxialement sur l'arbre de rotor, ce paquet de tôles comportant au moins deux pôles saillants radialement avec un bobinage d'excitation enroulé autour de chaque pôles saillant de manière que des portions d'extrémité axiale , dites « chignon » fassent saillie 20 axialement par rapport à chaque face d'extrémité radiale externe du paquet de tôles. Les bras sont séparés les uns des autres par des passages en forme d'encoches. Il est prévu un dispositif d'isolation électrique des bobinages par rapport au paquet de tôles. Ce dispositif comporte deux éléments isolants s'étendant axialement de part et d'autre du 25 paquet de tôles. Ces éléments, appelés élément isolant avant et élément isolant arrière, sont positionnés contre la face radiale externe concernée du paquet de tôles du rotor. Les éléments isolant sont électriquement isolants en étant par exemple en matière plastique, telle que du PA 6.6. Ils comportent chacun une paroi radiale centrale adaptée à autoriser le passage de l'arbre du 30 rotor et des bras radiaux s'étendant vers l'extérieur à partir de la périphérie ou bord externe de la paroi radiale centrale. Ces éléments isolants assurent l'isolation des chignons des bobinages.

Le dispositif d'isolation électrique comporte également des isolants d'encoches assurant l'isolation électrique des parties axiales des bobinages. Pour les applications automobiles tournant à grande vitesse, notamment les alternateurs et les alterno-démarreur entraînés par un dispositif de transmission de mouvement à courroie, des contraintes importantes, dues notamment à l'action de la force centrifuge, interviennent au niveau du rotor de sorte que les bras des éléments isolants sont fortement sollicités. De plus ces éléments isolants doivent résister à la tension du bobinage et à la mise en place des fils dans les encoches.

Il est donc souhaitable d'améliorer la tenue mécanique des éléments isolants. Objet de l'invention La présente invention a pour objet de répondre à ce souhait. Suivant l'invention un élément isolant destiné à venir en appui sur une face radiale d'extrémité d'un paquet de tôles solidaire d'un arbre d'un rotor à pôles saillants d'une machine électrique tournante, du type comportant une paroi radiale centrale adaptée à autoriser le passage de l'arbre du rotor et des bras radiaux s'étendant vers l'extérieur à partir du bord externe de la paroi radiale centrale, est caractérisé en ce qu'il est en matériau composite et comporte un insert métallique et de la matière plastique surmoulée sur l'insert. Suivant l'invention un rotor à paquet de tôles et pôles saillants du type sus indiqué est caractérisé en ce qu'il est équipé d'un tel élément isolant en matériau composite à au moins l'une des extrémités de son paquet de tôles. Suivant l'invention un rotor à paquet de tôles et pôles saillants du type sus indiqué est caractérisé en ce qu'il est équipé à chacune des extrémités de son paquet de tôles d'un tel 30 élément isolant en matériau composite.

Grâce à l'invention l'élément isolant présente les propriétés mécaniques requises du fait de la présente de son insert métallique constituant un renfort pour la partie en matière plastique permettant de ne pas blesser les fils des bobinage et d'isoler électriquement ceux-ci.

La machine électrique à laquelle appartient le rotor à éléments isolants selon l'invention peut donc tourner à grande vitesse, par exemple à 20000 tours par minute lorsqu'elle est entrainée par courroie dans le cas d'un véhicule automobile. En outre on peut conserver le placement des fils des bobinages. De plus les isolants peuvent résister à la tension de bobinage lors de la mise en place des fils dans les encoches. On peut donc bobiner les fils avec une technologie de bobinage à aiguille. Selon d'autres caractéristiques prises isolément ou en combinaison : l'insert enrobé de matière plastique présente une paroi radiale centrale et des bras 20 radiaux s'étendant vers l'extérieur à partir du bord externe de la paroi radiale centrale, les bras présentent à leur périphérie externe une casquette s'étendant circonférentiellement de part et d'autre du bras, la casquette est en matériau composite et comporte une casquette appartenant à l'insert métallique et de la matière plastique surmoulée sur la casquette de l'insert 0 métallique, l'insert est doté de moyens d'ancrage pour l'ancrage de la matière plastique, les moyens d'ancrage comportent des trous réalisés dans l'insert, les moyens d'ancrage comportent des saillies, telles que des picots, les moyens d'ancrage comportent des rainures, 25 les moyens d'ancrage comportent des rainures, des trous et/ou des saillies, l'un des éléments isolants est intégré à une pièce de guidage des extrémités des fils des bobinages, la pièce de guidage compote des pions de guidage pour le bobinage des extrémités des bobinages, 30 certains au moins des pions sont en matériau composite et comportent chacun une saillie axiale appartenant à l'insert et de la matière plastique surmoulée sur la saillie axiale de l'insert métallique, l'élément isolant appartiennent à un rotor inducteur d'une machine électrique tournante, telle qu'un alternateur ou un alternateur réversible, appelé alternodémarreur, de véhicule automobile, - l'élément isolants appartient à un rotor induit d'une génératrice de courant destinée à alimenter électriquement le rotor inducteur d'un alternateur ou d'un alterno- démarreur de véhicule automobile, - l'élément isolant appartient à un rotor induit d'une génératrice de courant appartenant à un ralentisseur électromagnétique de véhicule automobile. D"autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de manière non limitative et ce en regard des dessins annexés Brève description des dessins - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une machine électrique tournante munie d'un 15 rotor à éléments isolants selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un rotor à éléments isolants selon l'invention, qui n'est pas encore bobinée - les figure 3a et 3b sont des vues en perspective du rotor bobiné des figures 1 et 2 sans les flasques et le résolveur ; 20 les figures 4a et 4b sont des vues respectivement de dessus et de dessous du rotor bobiné sans les flasques ni le résolveur ; - la figure 5 est un diagramme fonctionnel montrant les différentes étapes du procédé de bobinage à aiguille ; - la figure 6 est une vue en perspective du bobinage du fil selon le procédé de la figure 5 ; 25 la figure 7 est une vue partielle en perspective de l'insert de l'un des flasques selon l'invention avec représentation partielle de la matière plastique. Dans les figures les éléments identiques ou similaires seront affectés des mêmes signes de référence. 30 Descriptions d'exemples de réalisation de l'invention Les figures différent de celles de la demande FR 11/62007 précitée par la modification des 5 éléments isolants 81, 82 du rotor 30 à paquet de tôles 36 et à pôles saillants 44. En considérant la figure 1 une orientation de gauche à droite correspond au côté avant et au côté arrière. Les faces radiales orientées vers le milieu du paquet de tôles 36 seront qualifiées de faces internes, tandis que les faces radiales orientées en direction opposée seront quali- 10 fiées de face externe. Ainsi le paquet de tôles 36 présente à l'avant une face radiale 40 externe d'extrémité et à l'arrière une face radiale externe d'extrémité 41. Un isolant électrique sera appelé isolant, tandis qu'un conducteur électrique sera appelé conducteur. Les orientations axiale, radiale, circonférentielle et transversale seront faites en référence à l'axe B de l'arbre 35 que présente le rotor 30. 15 Les éléments isolants 81, 82 appartiennent à un rotor 30, ici inducteur, d'une machine électrique tournante 10 sous la forme d'un alternateur ou d'un alterno-démarreur de véhicule automobile. On rappellera qu'un alterno-démarreur est un alternateur réversible capable de transformer de l'énergie mécanique en énergie électrique et vice versa. Pour plus de préci- 20 sions on se reportera à la demande WO 01/69762. Dans ce mode de réalisation la machine électrique est un alterno-démarreur et présente à cet effet à l'arrière de l'arbre 35 un résolveur 100 pour capter la position du rotor 30. En variante la machine est un alternateur de sorte qu'elle ne comporte pas de résolveur. Cette machine 10 comporte un carter 11 ajouré portant intérieurement un stator 12 entourant 25 le rotor 30. Le stator 12 comporte, de manière connue, un corps (non référencé à la figure 1) en forme d'un paquet de tôles par exemple doté d'encoches de type semi-fermé pour le montage d'un bobinage de stator 13 polyphasé comportant plusieurs enroulements du type triphasé, penta phasé ou hexaphasé. Pour plus de précisions on se reportera par exemple aux documents WO 30 2007/00385, US 2002/0175589, EP 0454 039 et FR 2 784 248. Les enroulements du bobi nage 13 sont réalisés par exemple à l'aide d'un fil conducteur, tel qu'un fil de cuivre ou d'aluminium, revêtu d'un conche isolante telle que de l'émail ou à l'aide de segments conducteurs à couche isolante reliés entre eux par des soudures.

Les enroulements du bobinage 13 sont connectés en étoile et/ou en triangle dont les sorties sont reliées à un pont redresseur (non représenté) de courant alternatif en courant continu comportant des diodes de redressement de courant ou des transistors du type MOSFET comme décrit dans le document FR 2 745 445.

Ainsi qu'on le sait le pont redresseur permet, lorsque le rotor 30 inducteur est actif, de redresser le courant alternatif induit dans le bobinage 13 en courant continu pour charger la batterie du véhicule automobile et alimenter les charges et les consommateurs du réseau de bord du véhicule automobile.

Dans cet exemple le carter 11 comporte un palier avant 14, un palier arrière 15 et une partie intermédiaire portant le corps du stator 12. Par exemple le corps du stator est monté par frettage dans la partie intermédiaire du carter 11 .Les paliers 14, 15 et la partie intermédiaire sont par exemple en Aluminium. Les palier 14, 15 sont de forme creuse et sont dotés de manière connue d'une pluralité d'entrée et de sortie d'air pour ventilation interne de la machine à l'aide d'au moins un ventilateur appartenant à l'un des flasques 55, 56 que comporte le rotor 30 de manière décrite ci-après. Les paliers 14, 15 sont en forme de flasque présentant centralement un logement pour un palier, tel qu'un roulement à billes 16, 17 comme visible à la figure 1, pour le montage à rotation de l'arbre 35 que présente le rotor 30. L'extrémité avant de l'arbre 35 porte, à l'extérieur du carter 11, une poulie 18 pour entrainement en rota- tion de l'arbre 35 et du rotor 30 par le moteur thermique du véhicule automobile via une transmission à courroie de sorte que les vitesses de rotation peuvent atteindre 19000 tours par minute. Compte tenu des efforts au niveau de la poulie 18 le palier avant 14 porte centralement un roulement à billes 16 de plus grande taille que le roulement à billes 17 du palier arrière 15.

L'extrémité arrière de l'arbre 35, outre le résolveur 100, porte un collecteur 101 à bagues collectrices 102 du type de celui décrit dans le document FR 2 710 197 auquel on se reportera. Ce collecteur 101 comporte des pattes visibles en 198 à la figure 4a. Dans cette figure les pattes 198 ne sont pas encore rabattues pour la fixation des extrémités de bobinages 50 décrits ci-après.

Ainsi les bobinages 50 peuvent être alimentés électriquement sachant que des balais, appar- tenant à un porte balais- régulateur de tension, sont admis à frotter sur les bagues collectrices 102. Le rotor 30 est donc configuré dans cette réalisation pour former un rotor inducteur.

Plus précisément le rotor 30 comporte un arbre 35 d'axe B, constituant également l'axe de rotation du rotor 30, et un paquet de tôles 36 d'axe de rotation R monté coaxialement sur l'arbre 35. Dans le mode de réalisation des figures le paquet de tôles 36 comporte douze pôles saillants 44 radialement répartis circonférentiellement de manière régulière.

Les tôles du paquet 36, en matière ferromagnétique, sont ici toutes identiques. Ce paquet 36 comporte une âme centrale ici cylindrique (non référencée) dotée d'un orifice central axial 37, qui est emmanché à force sur un tronçon moleté plus dure de l'arbre 35 pour solidarisation du paquet 36 avec l'arbre 35. En variante le contour de l'orifice 37 est adjacent à des trous circonférentiellement de forme oblongue délimitant avec l'orifice des bandes de ma- tière déformées los de l'emmanchement à force de l'arbre 35 pour liaison en rotation du paquet 36 avec l'arbre 35. Les tôles sont découpées pour formations de pôles saillants radialement 44. Ainsi chaque pôle 44 comporte un bras 39 qui s'étend radialement depuis l'âme centrale cylindrique du paquet de tôles vers l'extérieur en direction du corps du stator 12 avec présence d'un entrefer entre l'extrémité libre des bras 39 des pôles 44 et la périphérie interne du corps du stator 12. L'extrémité libre des pôles 44 est constituée par un retour saillant 45 que présente chaque bras 39 à sa périphérie externe. Les retours 45 s'étendent chacun circonférentiellement de part et d'autre d'un bras 39. Les bras 39 et les retours 45 sont implantés circonférentielle- ment de manière régulière. Un bobinage d'excitation 50, appartenant au pôle 44, est enroulé autour de chaque bras 39 avec présence d'un dispositif d'isolation électrique 80, décrit ci-après, entre les bras 39, les retours 45 et les bobinages 50 des pôles 44. Ainsi lorsque que les bobinages 50 sont parcourus par un courant électrique via les bagues collectrices 102 du collecteur 101, les pôles 44 sont magnétisés avec création de pôles Nord et Sud pour créer un courant induit dans les enroulements du bobinage 13 du stator 12. Un passage axial traversant en forme d'encoche du type semi fermé existe entre deux pôles adjacents 44. Chaque encoche est délimitée par deux bras 39 et deux retours 45 consécutifs. Une fente existe entre les deux retours 45 adjacents d'une même encoche. Cette fente autorise le passage d'une aiguille centralement creuse 177 pour le passage du fil du bobinage 50 concerné de manière décrite ci-après. Le fis d'un bobinage d'excitation 50 est par exemple en cuivre recouvert d'une couche électriquement isolante telle que de l'émail. Chaque bobinage 50 est d'épaisseur décroissante par couche en allant de la périphérie externe à la périphérie interne d'un même pôle 44 pour remplir au maximum une même encoche. Ainsi dans une même encoche il y a présence de deux bobinages 50 adjacents avec présence d'un es- pace axial traversant comme mieux visible dans les figures 3a à 4b. De l'air peut donc passer entre deux bobinages 50 successifs. Le bobinage d'excitation 50 de chaque pôle 44 comporte deux chignons 51 saillants axiale- ment et opposés. Plus particulièrement chaque face radiale externe de chaque chignon est décalée axialement vers l'extérieur par rapport à la face 40, 41 radiale externe associée du paquet de tôles 36. Pour éviter tout contact entre le paquet de tôle 36 et les bobinages 50, qui risque d'être en-10 dommagée au contact des tôles du paquet 36 il est prévu un dispositif d'isolation électrique 80 de manière précitée. Ce dispositif comporte un élément isolant avant 81, un élément isolant arrière 82 et des isolants d'encoche 83 assurant l'isolation électrique des parties axiale des bobinages 50. Les éléments isolants 81, 82 assurent l'isolation électrique des chignons 51 des bobinages 50. 15 Les isolants d'encoche 83 épousent le contour d'une même encoche. Ils sont réalisés dans un matériau fin électriquement isolant et conducteur de chaleur Ils pourront être en matériau aramide du type Nomex (marque déposée). Chaque isolant 83 présente cinq parties 110-114 à savoir une première partie 110 en contact avec la périphérie externe de l'âme du paquet 36 20 délimitant intérieurement une encoche entre deux bras 39 et deux retours 45 consécutifs. Deux parties 111, 112 sont plaquées contre les faces tournées l'une vers l'autre des bras 39 délimitant l'encoche concernée. Enfin il est prévu deux parties 113, 114 plaquées contre les deux portions des deux retours 45 saillants adjacents délimitant l'encoche concernée. 25 Les éléments isolants 81, 82 comportent chacun des bras 88 saillants radialement destinés à venir en contact avec la face externe 40, 41 des bras 39 du paquet de tôle 36. Les éléments 81, 82 sont en matière plastique tel que du PA 6.6. Ils sont plus épais que les isolants d'encoche 83. L'élément isolant avant 81 comporte une paroi centrale 85 dotée d'une ouverture centrale 86 30 de passage de l'arbre 35 du rotor 30. Les bras 88 s'étendent en saillie radiale à partir du bord externe de la paroi 85. L'élément isolant arrière 82 présente également une paroi centrale 121 munie d'une ouver- turc centrale autorisant le passage de l'arbre 35. Les bras 88 s'étendent en saillie radiale à partir du bord externe de la paroi 121. Les parois 85, 121 sont dans cette réalisation de forme annulaire et sont destinées à venir en contact avec les faces externes 40, 41 de l'âme centrale ici annulaire du paquet de tôles 36 L'élément isolant arrière 82 diffère de l'élément avant 81 par le fait qu'il est intégré à une pièce de guidage 120 comportant une pluralité de pions de guidage 125, 130 venus de moulage avec la paroi 121. Ces pions s'étendent en saillie axiale vers l'extérieur, c'est-à-dire en direction opposée au paquet de tôles 36.

Ces pions 125, 130 ont une section globalement de forme rectangulaire à coins arrondis ou chanfreinés pour ne pas blesser les fils de liaison entre les bobinages 50 successifs. Il existe dans ce mode de réalisation pour le montage en parallèle des bobinages 50, dix-huit pions de guidage 125 implantés globalement sur la même circonférence de la paroi 121 et quatre pions internes 130 décalés radialement vers l'intérieur. Les pions 125 comportent quatre bords 126 d'orientation axiale et une face supérieure externe 127 constituant la face sommitale du pion. Les pions 130 sont disposés de part et d'autre d'une patte 198 du collecteur 101 pour fixation des extrémités des fils de liaisons sur les pattes 198 du collecteur 101 par sertissage. Ces pions 130 sont ici en forme de crochet avec une partie supérieure 131 globalement parai- lèle à la paroi 121 et une partie inférieure 132 de liaison entre la partie supérieure et la paroi 121. Bien entendu en variante les pions internes 130 sont supprimés notamment lorsque les bobinages 50 sont montés en série. Dans ce cas les extrémités des fils de liaison des bobinages 50 sont fixées par sertissage sur les pattes 198.

Il ressort de ce qui précède qu'un élément isolant 81, 82 destiné à venir en appui sur une face radiale d'extrémité 40, 41 d'un paquet de tôles 36 solidaire d'un arbre 35 d'un rotor à pôles saillants 44 d'une machine électrique tournante est du type comportant une paroi radiale centrale 85, 121 adaptée à autoriser le passage de l'arbre 35 du rotor 30 et des bras radiaux 38 s'étendant vers l'extérieur à partir du bord externe (constituant la périphérie externe) de la paroi radiale centrale 85, 121. Suivant une caractéristique cet élément 81, 82 est en matériau composite et comporte un insert métallique 200 et de la matière plastique surmoulée sur l'insert 200.

Grâce à cette disposition l'élément isolant 81, 82 est renforcé par l'insert 200 de sorte que les bras 88 sont plus résistant. Les éléments isolants 81, 82 ont une meilleure tenue et résistent bien à l'action de la force centrifuge. Ils résistent bien aux contraintes générées par l'enroulement des bobinages 50 autour des bras 39 isolés par les isolants d'encoche 83.

Les éléments 81, 82 assurent l'isolation électrique des chignons 51 via la matière plastique telle que du PA 6.6. La présence de l'insert 200 permet de choisir un plus grand éventail de matière plastique. L'insert 200 est enrobé de matière plastique de sorte qu'il présente une paroi radiale centrale 10 201 et des bras radiaux 202 s'étendant vers l'extérieur à partir du bord externe de la paroi radiale centrale. La paroi radiale est trouée centralement comme celle des parois 85, 121 pour autoriser le passage de l'arbre 35. Dans un mode de réalisation chacun des éléments isolant 81, 82 est en matériau composite. 15 L'élément arrière 82 à pions 125, 130 est plus sollicité que l'élément avant 81. En variante l'élément 81 est en matière plastique en étant dépourvu d'insert, tandis que l'élément isolant arrière 82 à pions de guidage 125, 130 est composite en étant équipé d'un tel insert 200. 20 Le rotor 30 à pôles saillants 44 est donc équipé d'au moins un élément 81, 82 en matériau composite. Dans un mode de réalisation certains au moins des pions de guidage 125, 130 de l'insert 82 sont en matériau composite et comportent chacun une saillie axiale appartenant à l'insert 200 et de la matière plastique surmoulée sur la saillie axiale de l'insert métallique 200. Cela 25 renforce encore l'élément isolant arrière 82. Dans les figures chaque bras 88 présente à son extrémité libre une casquette 89 s'étendant circonférentiellement de part et d'autre du bras 88 pour retenir radialement le chignon 51 concerné. Les casquettes 89 s'étendent axialement vers l'extérieur en étant dirigées en direc30 tion opposée au paquet de tôles 36. Elles sont venues de moulages avec les bras 88. Dans un mode de réalisation chaque casquette 89 est en matériau composite et comporte une casquette 204 appartenant à l'insert métallique et de la matière plastique surmoulée sur la casquette 204 de l'insert métallique 200. L'insert 200 à casquettes 204 renforce les casquettes 89, qui ont ainsi une meilleure tenue à la force centrifuge.

Toutes les combinaisons sont possibles, certains au moins des bras 88 étant équipés d'une casquette, l'un au moins des éléments isolants 81, 82 présentant des casquettes 204 en matériau composite. En variante les deux éléments 81, 82 sont dépourvus de casquette composite.

Cet insert 200 est doté de moyens d'ancrage 203 pour l'ancrage de la matière plastique, Comme visible à la figure 7 les moyens d'ancrage consistent en des trous 203 réalisés dans l'insert 200. En variante les moyens d'ancrage 203 comportent des rainures ou des saillies telles que des 15 picots. Dans encore une autre variante les moyens d'ancrage 203 consistent en combinaison de rainure, de trous et/ ou de saillies. Les moyens d'ancrage 203 assurent une meilleure retenue mécanique de la matière plastique, qui peut être différente du PA 6.6. 20 Les bras 88 des éléments isolants pourront être dotés de rainures assurant le maintien radial des spires du bobinage concerné par exemple sous la forme d'un fil de cuivre ou d'aluminium recouvert d'émail. Les rainures de l'un des éléments isolant pourront être inclinées afin de faciliter le changement de rang lors de l'opération de bobinage consistant à 25 enrouler le fil conducteur autour du bras concerné. En variante les bras 88 sont dépourvus de rainure. Le rotor 30 comporte également à chacune de ses extrémités axiale un flasque 55, 56 de forme creuse. Ces flasques 55, 56 sont montés coaxialement à l'arbre 35 de manière à 30 enserrer les éléments isolants 81, 82 et le paquet de tôles 36. Ils constituent des flasques de serrage du paquet 36. Les flasques 55, 56 sont en matériau amagnétique. Ils sont avantageusement en matière moulable en étant par exemple en aluminium ou en variante en matière plastique.

Plus précisément chaque flasque 55, 56 comporte une paroi radiale 59 doté d'une ouverture 60 autorisant le passage de l'arbre 35. Le flasque arrière 56 comporte deux évidements 61 diamétralement opposés en vue de permettre chacun le passage d'une patte 198 du collecteur 101. Chaque paroi radiale 59 comporte à sa périphérie externe un rebord annulaire 75 dirigé axialement vers la face concernée 40, 41 du paquet 36 pour appui sur les faces radiales externe des retours 45. La périphérie interne du rebord 75 permet de participer avec les casquettes 89 au maintien radial des chignons 51, ces casquettes 89 étant prises en sandwich entre la périphérie interne du rebord 75 concerné et les chignons 51. On notera que les retours 45 sont dotés de trous 66 pour le passage de tirants 62 en matière amagnétique. Pour ce faire les flasques 55, 56 présentent des lamages 68 pour loger les extrémités de chaque tirants 62, dont le nombre varie en fonction des applications. Le nombre de tirants 62 est ici inférieur au nombre de pôles 44. Ces tirants 62 présentant une tête destinée à venir en appui sur la face externe du rebord 75 du flasque arrière 56 et une extrémité taraudée se vissant dans un filetage réalisé dans le bord 75 du flasque avant 55. Les tirants traversent chacun une un trou 65 du flasque 56. En variante les tirants 62 sont du type auto-taraudeur. En variante les tirants 62 sont remplacés par des rivets. Le paquet 36 est donc serré par les tirants ou les rivets 62.

Les éléments isolants 81 pourront comporter chacun deux dispositifs d'encliquetage 98 pour coopérer par encliquetage avec des ouvertures correspondantes du paquet de tôles 36. Pour ce faire chaque paroi 85, 121 comporte à sa périphérie interne deux évidements 91 diamétralement opposés. Ces évidements 91 autorisent le passage de secteurs annulaire 79 d'orientation axiale que présente chaque flasque 55, 56 à sa périphérie interne. Ces secteurs 79 s'appuient sur la face externe de l'âme du paquet de tôles 36 .Ainsi le paquet 36 ne peut s'ouvrir du fait de la présence des rebords 75 et des secteurs de pression 79. Une liaison en rotation existe entre les éléments 81, 82 et les flasques 55, 56 du fait de la présence des évidements. Les faces externes des flasques 55, 56 portent des pales de ventilation et dans cet exemple deux séries d'ouvertures 72, 73 de passage d'air. Les ouvertures 72, 73 communiquent au moins en partie avec les espaces existant entre deux bobinages adjacents 50. Les pales 70 pourront venir de moulage avec les flasques 55, 56 ou appartenir à un ventilateur rapporté. Ainsi les pales 70 brassent de l'air entre les deux flasques le long des espaces entre deux bobinages 50 adjacents grâces aux deux séries d'ouvertures 72, 73 implantées sur des circonférences de diamètre différent. En variante un seul des flasques 55, 56 porte des pales 70. Le nombre d'ouvertures dépend des applications en particulier du nombre de pôles 44. En variante les ouvertures 73 sont supprimées.

En variante au moins l'un des éléments isolants 81, 82 est dépourvu de casquette et les chignons 51 sont retenus par le bord externe 75 du flasque 55, 56 concerné de serrage du paquet de tôles 36. Avantageusement les flasques 55, 56 pourront être recouvert de matière plastique à la 10 périphérie interne de leur rebord pour ne pas blesser les chignons 51. L'un au moins des flasques 55, 56 pourra être en matière plastique. Le rebord de ce flasque pourra être composite et comporter donc un insert métallique annulaire, qui pourra être doté de moyens d'ancrage de la matière plastique. Toutes les combinaisons étant possibles et sachant que l'un au moins des éléments 81, 82 peut être dépourvu de casquette 89, il ressort de ce qui précède que l'un au moins des éléments 81, 82 est en matière composite avec un insert 200 à partie centrale 201 et bras 202 sur lequel est surmoulé de la matière plastique. Compte tenu de la description et des figures il en résulte que les pions 125 comportent deux bords latéraux 126 et un bord longitudinal inférieur 126 de retenu du fil de liaison entre deux bobinage consécutifs 50. 25 Le bobinage du rotor 36 comporte les étapes suivantes (Voir figure 5) : une étape de fixation d'une première extrémité du fil du bobinage à un premier pion interne d'extrémité 130, une étape de bobinage 151 d'un premier pôle 44, une étape 152 de positionnement du fil contre au moins un bord latéral 126 de deux 30 pions de guidage 125 adjacents, pour guider le fil entre deux pôles 44 adjacents, une étape de bobinage d'un autre pôle 44, une étape 154 de fixation d'une deuxième extrémité du fil de bobinage à un deuxième pion interne d'extrémité 130. 15 20 - L'étape 125 de positionnement du fil et l'étape 153 de bobinage étant réitérée jusqu'à ce que l'ensemble des pôles soit bobiné. De manière précitée les bobinages 50 peuvent être montés en série de sorte que deux pions 130 suffisent. Dans les figures il est prévu quatre pions 130 et deux groupes de bobinage 50 montés en parallèle. Dans tous les cas, grâce au fil de liaison entre deux bobinage 50 adjacents, les bobinages 50 sont au même potentiel. En variante on fixe directement les extrémités du fil du bobinage sur les pattes 198.

Le dispositif de bobinage 170 du fil électrique comporte comme visible à la figure 6 : - un support 178 comportant un arbre 171, - un dispositif 175 de distribution du fil électrique comportant une bobine 176 de fil et un support 179 portant une aiguille 177 centralement creuse pour passage du fil du bobinage - un rail 180. Le paquet de tôles 36 d'axe de rotation R et la pièce de guidage 120 à pions de guidage sont fixés à l'arbre 171. Le paquet 36 est monté solidaire en rotation et en translation de l'arbre 20 171. Il peut effectuer une rotation et une translation suivant l'axe R de l'arbre 171. Le support 179 se déplace sur le rail 180 d'axe Z perpendiculaire à l'axe R de l'arbre 171. L'aiguille 177 peut donc effectuer une translation suivant l'axe Z. Pour réaliser une spire du bobinage 50, le support 179 effectue une translation sur le rail 180 25 afin de positionner l'aiguille 177 et le fil entre deux pôles 44 à une extrémité d'un pôle au niveau de la face interne du retour 45 du pôle. L'arbre 171 effectue une première translation suivant l'axe R, puis effectue une première rotation d'axe R. puis l'arbre 171 effectue une deuxième translation en sens inverse suivant l'axe R et une deuxième rotation en sens inverse suivant l'axe R. Le fil tourne ainsi autour 30 d'un bras 39 recouvert de l'isolant d'encoche 83. Les étapes sont réitérées jusqu'à ce que le bobinage d'un pôle soit entièrement bobiné. De manière connue on dépose du vernis d'imprégnation sur les chignons 51 pour obtenir une cohésion des bobinages 50. En variante le fil de bobinage comporte une couche supplémentaire d'imprégnation que l'on chauffe. Dans tous les cas l'insert 200 sera de faible épaisseur et renforce l'élément isolant lors de 5 l'opération de bobinage. Autres formes de réalisations Le nombre de pôles 44 dépend des applications. Il peut donc être différent de 12 par exemple 10 de 8, 10 ou plus. Avantageusement il est égal au moins à 8. Les retours 45 présentent des rainures. Certaines au moins de ces rainures pourront être équipées d'aimant permanents 105, par exemple en ferrite et/ou enterre rare, ou des pièces en matériau amagnétique retenues par les bords 75. Les aimants pourront être revêtus d'une lame souple comme décrit dans le document FR 15 2 784 248. En variante les rainures des retours sont libres. En variante il n'est pas prévu de rainure. Les bras du paquet de tôles pourrons être rapportés, comme décrit par exemple dans la demande FR 2 856 532, par un montage à queue d'aronde sur l'âme centrale du paquet de tôles 36.

20 L'isolant d'encoche 83 pourra être d'un seul tenant avec l'un des éléments 81, 82. Applications De manière précitée le rotor 30 à éléments isolants 81, 82 pourra appartenir à un alternateur 25 ou à un alterno-démarreur de véhicule automobile. En variante le rotor 30 à éléments isolants 81, 82 pourra appartenir à une génératrice de courant inversé destiné à alimenter électriquement les bobines d'un rotor inducteur comme décrit dans les documents EP 0 331 559 ou FR 2 918 512 (figures 15 et 16). Dans ce cas le 30 rotor 30 est un rotor inducteur. Le carter 11 de la machine 10 pourra comporter un canal pour refroidissement de la machine à l'aide d'un liquide de refroidissement, tel que le liquide de refroidissement du moteur

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1. Element isolant (81, 82) destiné à venir en appui sur une face radiale d'extrémité (40, 41) d'un paquet de tôles (36) solidaire d'un arbre (35) d'un rotor (30) à pôles saillants (44) d'une machine électrique tournante (10), du type comportant une paroi radiale centrale (85, 121) adaptée à autoriser le passage de l'arbre (35) du rotor (30) et des bras radiaux (38) s'étendant vers l'extérieur à partir du bord externe de la paroi radiale centrale (85, 121), caractérisé en ce que cet élément (81, 82) est en matériau composite et comporte un insert métallique (200) et de la matière plastique surmoulée sur l'insert (200). Elément isolant (81, 82) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (200) enrobé de matière plastique présente une paroi radiale centrale (201) et des bras radiaux (202 s'étendant vers l'extérieur à partir du bord externe de la paroi radiale centrale (201). Elément isolant (81, 82) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que certains au moins des bras (88) d'un élément isolant (81, 82) présentent à leur périphérie externe une casquette (89) s'étendant circonférentiellement de part et d'autre du bras (88). Elément isolant (81, 82) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la casquette (89) est en matériau composite et comporte une casquette (204) appartenant à l'insert métallique (200) et de la matière plastique surmoulée sur la casquette (204) de l'insert métallique (200). Elément isolant (81, 82) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'insert (200) est doté de moyens d'ancrage (203) pour l'ancrage de la matière plastique. Elément isolant (81, 82) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage comportent des trous (203) réalisés dans l'insert (200).7. Elément isolant (81, 82) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage (203) comportent des rainures. . Elément isolant (81, 82) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les moyens d'ancrage (203) comportent des saillies, telles que des picots. 9. Ensemble comportant élément isolant (82) selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de guidage 10 (120) comportant des pions (125) pour le bobinage des extrémités des fils de bobinage (50). 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que certains au moins des pions (125) sont en matériau composite et comportent chacun une saillie axiale appartenant 15 à l'insert (200) et de la matière plastique surmoulée sur la saillie axiale de l'insert. 11. Rotor à paquet de tôles et pôles saillants (30), caractérisé en ce qu'il est équipé au moins l'une des extrémités de son paquet de tôles (36) d'un élément isolant composite (81, 82) selon l'une quelconques des revendications 1 à 8 ou d'un 20 ensemble selon la revendication 9 ou 10. 12. Rotor (30) selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est équipé à chacune des extrémités de son paquet de tôles d'un élément isolant selon l'une quelconques des revendications 1 à 8 ou d'un ensemble selon la revendication 9 ou 10.