WO2023025523A1 - Procédé et ensemble d'assemblage d'épingles conductrices pour une machine électrique tournante - Google Patents

Procédé et ensemble d'assemblage d'épingles conductrices pour une machine électrique tournante Download PDF

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WO2023025523A1
WO2023025523A1 PCT/EP2022/071448 EP2022071448W WO2023025523A1 WO 2023025523 A1 WO2023025523 A1 WO 2023025523A1 EP 2022071448 W EP2022071448 W EP 2022071448W WO 2023025523 A1 WO2023025523 A1 WO 2023025523A1
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WO
WIPO (PCT)
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conductive
group
assembly
pins
groove
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/071448
Other languages
English (en)
Inventor
Stephane De Clercq
Jean Duquesne
Humberto TELES DE MENEZES
Ludovic Darras
Samuel GRESSIER
Hassna ACHIBANE
Vincent Ramet
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
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 filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur
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    • 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
    • H02K15/064—Windings consisting of separate segments, e.g. hairpin windings

Definitions

  • the invention relates in particular to a method for assembling conductive pins in a transfer device and to an assembly assembly of conductive pins making it possible to implement said method.
  • a reversible machine is a rotating electrical machine capable of working in a reversible manner, on the one hand, as an electric generator in alternator function and, on the other hand, as an electric motor.
  • a rotating electrical machine comprises a mobile rotor rotating around an axis and a fixed stator.
  • alternator mode when the rotor is rotating, it induces a magnetic field in the stator which transforms it into electric current in order to supply the electrical consumers of the vehicle and recharge the battery.
  • motor mode the stator is electrically powered and induces a magnetic field driving the rotor in rotation, for example to start the heat engine of the vehicle such as a motor vehicle, or to provide it with torque assistance.
  • a coiled part of a rotating electrical machine is for example a stator comprising a coiled part body having a yoke forming a part of revolution around an axis passing through the center of the stator.
  • the body has teeth extending radially from the yoke towards the center of the stator and around which is arranged an electric winding. More particularly, the teeth delimit between them notches in which pass conductive elements participating in forming the winding of the stator.
  • the winding is here formed of a plurality of conductive pins partially housed in the notches of the body and electrically connected two by two via their ends to form a continuous electrical path.
  • Most conductive pins comprise two conductive segments substantially parallel to each other and connected by a junction angled so as to form an offset "U".
  • the conductive segments are inserted respectively, at the level of a first axial end face of the stator, in two distinct notches so that the bent junctions project at the level of the first axial end face of the stator.
  • This offset "U” shape of the pins is conventionally obtained by a first bending step making it possible to obtain a flat "U” shape in which the two conductive segments extend in the same plane, then by a second step twist in which the two conductive segments are offset in a circumferential direction relative to each other.
  • This twisting step is conventionally done during a global twisting step in which all the conductive pins are twisted at the same time to obtain the offset of their respective conductive segments.
  • This global twisting step only allows the pins to be positioned on a circle with a diameter corresponding to their final position in the body of the coiled part. A tool such as pliers then makes it possible to recover all the pins put in the twisting tool and to insert them into the body of the coiled part.
  • the global twisting step facilitates the operation of transferring the pins from the twisting tools to the body of the coiled part because once twisted the pins are already placed in their final position, corresponding to the correct diameter of the stator, allowing their insertion directly in that body.
  • this global twisting step does not allow precise twisting of the pins and can cause breaks in the enamel covering the copper forming the conductive pins, which can cause short circuits.
  • the twisting step can alternatively be carried out by a unitary twisting step in which each pin is twisted individually, which makes it possible to better control the final dimensions of the pins and to avoid breakage of the enamel. Due to their "U" shape and the offset between the conductive segments, it is not possible, during an automatic process, to position the pins directly in their final position for their insertion into the coiled part body.
  • a known method consists in placing the pins in a tool having a diameter much greater than the diameter of the body of the coiled part and then advancing the pins in a radial direction towards the axis of the tool until the pins be placed in their final position for insertion into the coiled part body.
  • a gripper such as those used after a global twisting process, can then be used to transfer the pins from this tool to the coiled part body.
  • This method of positioning the pins by radial displacement may not be applicable in certain winding configurations. Indeed, in some cases, the interweaving of the pins and/or the large number of conductive pin layers can complicate this method and lead to the use of different preparation steps. The assembly time of such a coil is then increased, which also leads to an increase in the cost of manufacturing a coiled part comprising a coil of the type with conductive pins.
  • the subject of the present invention is a method for assembling conductive pins in a transfer device, each conductive pin being formed of at least one conductive segment and being intended to be electrically connected to at least one other pin conductor to form an electrical winding of a wound part of a rotating electrical machine.
  • the transfer device comprises a pin body having a first axis and a plurality of guide lamellae extending radially from said body, lateral spaces intended to accommodate at least one conductive segment being defined between two lamellae adjacent guides.
  • the method comprises a step of arranging conductive pins in an intermediate device, the intermediate device having a longitudinal body extending along a second axis in which is arranged a plurality of grooves, a groove being arranged to accommodate at least one conductive segment of a conductive pin; a step of loading the conductive pins from the intermediate device to the transfer device, the loading step taking place by at least partial winding of the intermediate device around the transfer device and/or by rotation of the transfer device along the intermediate device and/or by a longitudinal displacement of the intermediate device relative to the transfer device. For example, a longitudinal displacement of the intermediate device relative to the transfer device and accompanied by a rotational movement of the intermediate device.
  • the assembly of the pins is simplified.
  • the intermediate device makes it possible to arrange the pins in a linear manner in a plane before rolling them up to form their nesting in an annular shape.
  • Such an assembly method can be used regardless of the shape of the conductive pins, the number of layers formed by said pins or the nesting structure of said pins relative to each other.
  • the method of assembling the conductive pins thus makes it possible to arrange the conductive pins, in particular twisted individually, in their final position relative to each other before their transfer into the body of the coiled part. Said assembly process is simplified and the risks of incorrect positioning of the pins are reduced. The overall cost of the assembly process is reduced.
  • the conductive pins are transferred from the intermediate device to the transfer device in a radial direction with respect to the axis of the transfer device. This direction of insertion makes it possible to optimize the simplification of said method.
  • an insertion device moves the conductive segments housed in the grooves of the intermediate device to help their insertion into the side spaces of the transfer device. This makes it possible to initiate the loading step in a simple manner.
  • the conductive segments are arranged in the grooves of the intermediate device so that at least a portion of each conductive segment is accessible to allow their displacement by the insertion device.
  • at least a portion of each conductive segment, arranged in the grooves of the intermediate device protrudes from said groove so that, during the loading step, the insertion device moves the conductive segments to help their insertion into the side spaces of the transfer device.
  • at least a portion of each conductive segment is not housed in a groove of the intermediate device.
  • at least a part of the intermediate device exhibits a backward movement in a direction opposite to the direction of loading of the conductive segments from the grooves towards the lateral spaces. This simplifies the loading step.
  • the loading step further comprises a substep of positioning a radial holding support arranged to hold in a radial direction the conductive segments of the conductive pins in the lateral spaces of the pin body. This step of positioning the holding support during the loading step makes it possible to guarantee the holding of the conductive segments in the lateral spaces once they have been loaded into said spaces.
  • the guide strips are retractable so that they can be housed, respectively, in corresponding grooves made in the spindle body.
  • each slat may have different radial positions and in particular a first holding position in which the slat extends circumferentially between two conductive segments to ensure their holding and a second rest position in which the slat extends at least partly in the spindle body so as to leave said conductive segments free.
  • This solution for retracting the guide strips is a simple and space-saving solution for holding the conductive segments of the conductive pins after they have been loaded into the pin body while simplifying their loading by temporarily decreasing the radial depth of the side spaces. This makes it possible to improve the guidance of the conductive segments of the conductive pins towards the lateral spaces during the loading step.
  • the guide blades can be attached to the spindle body so that they can be detached from the spindle body.
  • the guide slats can have an axial movement to release the corresponding lateral space.
  • the conductive pins can be arranged individually or collectively in the grooves of the intermediate device.
  • collective we mean that at least two conductive pins can be arranged in the same groove or in different grooves simultaneously.
  • all the conductive pins intended to form the electric winding are arranged in the intermediate device during the arrangement step. This makes it possible to simplify and shorten the assembly process by having the same step and the same tool to perform the winding.
  • the so-called special conductive pins are then arranged and loaded in the pin body in the same way as the standard pins.
  • special pin we mean pins having a different shape from standard pins, it may in particular be power pins and connection pins.
  • a portion of the conductive pins can be loaded into the transfer device during a second loading step without first being inserted into the intermediate device.
  • the special pins can be inserted, manually or automatically, into the transfer device after loading the standard pins via the intermediate device.
  • the conductive pins are housed in the grooves of the longitudinal body so as to form at least three groups of grooves, each group having a different arrangement, relative to each other, of conductive segments in the grooves, the first group having a number of conductive segments accommodated in each groove of said first group greater than the number of conductive segments accommodated in each groove of the second group and also greater than the number of conductive segments accommodated in each groove of the third group .
  • the arrangement of the conductive segments in different groups makes it possible to simplify the loading step, in particular by allowing the simultaneous loading of several conductive pins during the same loading step.
  • the number of conductive segments accommodated in each groove of the first group is equal to the sum of the number of conductive segments accommodated in each groove of the second group with the number of conductive segments accommodated in each groove of the third group. This allows to simplify the layout step by avoiding having too many groups.
  • the second group and the third group are arranged on either side of the first group in the longitudinal axis direction of the body of the intermediate device. This makes it possible to carry out the loading step continuously without requiring replacement of the intermediate device.
  • each conductive segment housed in a groove defines a layer and in that the conductive segments housed in the grooves of the second group are arranged in different layers from the layers in which the conductive segments housed in the grooves of the third group are arranged so that the arrangement of the conductive segments of the second group is complementary to the arrangement of the conductive segments of the third group.
  • the conductive segments of the second group and the conductive segments of the third group will be arranged in the same lateral spaces. This allows each side space to have the same number of conductive segments.
  • the assembly method has, prior to the arrangement step, a shaping step in which the conductive pins are twisted to shift, in a circumferential direction, their respective conductive segments relative to each other. to the other.
  • this formatting step is done in a unitary manner.
  • unitary manner is meant that the conductive pins are shaped individually with respect to each other.
  • the present invention also relates to an assembly assembly of conductive pins in a transfer device, each conductive pin being formed of at least one conductive segment and being intended to be electrically connected to at least one other conductive pin to form an electrical winding of a coiled part of a rotating electrical machine.
  • the assembly assembly comprises an intermediate device having a longitudinal body extending along a second axis in which is arranged a plurality of grooves, one groove being arranged to accommodate at least one conductive segment of a conductive pin; a transfer device comprising a pin body having a first axis and a plurality of guide strips extending radially from the body, lateral spaces intended to accommodate at least one conductive segment being defined between two adjacent guide strips, the transfer device being arranged to receive conductive pins during the implementation of the assembly method according to any one of the preceding claims.
  • the pin body has a cylindrical shape.
  • the assembly assembly further comprises an insertion device arranged to move conductive segments housed in the grooves of the intermediate device to help their insertion into the side spaces of the transfer device.
  • the longitudinal body of the intermediate device comprises at least one cavity in which the insertion device is at least partially housed.
  • the insertion device is arranged between a bottom of the cavity and a portion of at least one conductive segment.
  • the grooves of the longitudinal body are separated into at least two distinct groove portions, said portions extending respectively on either side of the insertion device. This improves the stability of the conductive pins as the insertion device moves the conductive pins.
  • the insertion device has a ramp.
  • the ramp shape of the insertion device allows for an insertion device that is effective in accompanying the loading movement of the conductive pins in the lateral spaces while remaining simple.
  • the ramp has a curved shape. This makes it possible to better adapt the shape of the ramp to the shape of the transfer device.
  • each groove extends in a transverse direction or in a direction inclined with respect to a direction transverse to the second axis of the intermediate device.
  • the transverse direction of the groove allows simplify the layout step.
  • the inclined direction of the groove makes it possible to simplify the loading step.
  • At least one groove of the second group and/or at least one groove of the third group has a depth, in a direction transverse to the second axis, less than the depth of at least one groove of the first group; or comprises at least one conductive segment support arranged to reduce the depth of said groove such that said depth is less than the depth of at least one groove of the first group.
  • the assembly assembly further comprises a radial holding support arranged to hold the conductive pins after their respective loading step in the lateral spaces.
  • the radial retaining bracket is arranged to block radial movement, outward relative to the axis of the pin body, of the conductive segments.
  • the assembly further comprises a device for immobilizing at least one conductive supply or connection pin in the pin body, said conductive supply or connection pin having a height, in an axial direction, different from a height, in an axial direction, of a standard conductive pin.
  • This immobilization device makes it possible to carry out the assembly process described above in one go even when the electrical winding to be inserted has different types of conductive pins. This makes it possible to simplify said method and to standardize it regardless of the type of conductive pins used.
  • FIG. 1 represents, schematically and partially, a sectional view of a rotary electrical machine according to an example of implementation of the invention.
  • FIG. 2 schematically represents a perspective view of the stator of FIG.
  • FIG. 3 schematically represents a perspective view of an example of the conductive pin of the stator of figure 2.
  • FIG. 4 schematically represents a sectional view along a radial plane of part of the stator of Figure 2.
  • FIG. 5 schematically represents a perspective view of an example of a transfer device carrying conductive pins.
  • FIG. 6 schematically represents a perspective view of an example of a transfer device loading step via the intermediate device.
  • FIG. 7 schematically represents a perspective view of another example of a transfer device loading step via the intermediate device.
  • FIG. 8 schematically represents a detailed view of the loading stage of the figure.
  • FIG. 9 shows a more accurate perspective view of the loading step of Figure 5 via the assembly assembly.
  • FIG. 10 schematically represents an enlarged view of FIG. 9 in which the intermediate device is removed.
  • FIG. 1 1 schematically and partially represents an axial sectional view of a first example of an arrangement step.
  • FIG. 12 schematically and partially represents an axial sectional view of an alternative arrangement of the conductive pins in the grooves.
  • FIG. 13 schematically and partially represents a view in axial section of a second example of an arrangement step.
  • FIG. 14 represents a flowchart of an example of an assembly process. Identical, similar or analogous elements retain the same references from one figure to another. It will also be noted that the various figures are not necessarily on the same scale.
  • FIG. 1 represents an example of a compact and polyphase rotating electrical machine 10, in particular for a vehicle such as a motor vehicle.
  • This machine 10 transforms mechanical energy into electrical energy, in alternator mode, and can operate in motor mode to transform electrical energy into mechanical energy.
  • This rotating electrical machine 10 is, for example, an alternator, an alternator-starter, a reversible machine or an electric motor.
  • the machine 10 comprises a housing 11, in particular formed of a first flange 16 and a second flange 17, fixed to the vehicle by fixing means 14. Inside this housing 11, it further comprises a shaft 13, a rotor 12 integral in rotation with the shaft 13 and a stator 15 surrounding the rotor 12. The rotational movement of the rotor 12 takes place around an axis X.
  • the axial direction corresponds to the axis X, crossing the shaft 13 at its center, while the radial orientations correspond to concurrent planes, and in particular perpendicular, to the axis X.
  • a drive member 20 such as a pulley or a pinion can be fixed on a front end of the shaft 13. This member makes it possible to transmit the rotational movement to the shaft or to the shaft to transmit its movement of spin.
  • the coiled part corresponds to the stator 15 of the rotating electrical machine.
  • a rotor as the wound part.
  • the stator 15 comprises a coiled part body 21 formed of a stack of laminations provided with notches 22, equipped with notch insulation 23 for mounting an electric winding 24.
  • the winding passes through the notches of the body 21 and form a front bun 25a and a rear bun 25b on either side of the coiled piece body.
  • the winding 24 is formed of one or more phases comprising at least one electrical conductor and being electrically connected to an electronic assembly 26.
  • the electronic assembly 26 which is here mounted on the box 11, comprises at least one electronic power module making it possible to control at least one phase of the winding 24.
  • the power module forms a converter voltage forming in particular a voltage rectifying bridge to transform the AC voltage generated into a DC voltage and vice versa.
  • the electronic assembly could be deported from the machine.
  • FIG. 2 represents the stator 15 in greater detail.
  • the coiled part body 21 is formed of a yoke 27 of annular shape around the axis X and of a plurality of teeth 28 extending radially in the direction of the center of the stator from the cylinder head, and in particular here from a side face forming an internal wall of the cylinder head 27.
  • the teeth 28 are distributed angularly regularly on the periphery of the cylinder head, with successive spaces provided between two adjacent teeth so as to define the notches 22.
  • the notches 22 are open on a first axial end face 29a and a second axial end face 29b of the coiled part body 21.
  • the notches cross axially right through the body and open onto the two opposite axial end faces of the stator.
  • axial end faces is meant faces perpendicular or substantially perpendicular to the axis of revolution X of the stator.
  • the coil 24 is formed from a plurality of conductive pins 18, each having at least one conductive segment 19, electrically connected together to form electrical paths forming the phases of the coil.
  • each phase comprises a plurality of conductive pins 18 including a plurality of first standard pins 31, a plurality of second standard pins 30, a connection pin 32 and two power pins 33, 34
  • each phase can be formed differently, so it will not depart from the scope of the invention by changing the composition of the type of conductive pin forming a phase, for example by removing the connection pin or by having a different number type of standard pins. As illustrated in FIG.
  • a standard conductive pin 30, 31 is formed of two conductive segments 31 A, 31 B extending axially in the notches 22 and which for this purpose are substantially parallel to each other. Said conductive segments are connected together by means of a bent junction 31 C which is also conductive so as to form electrical continuity.
  • the conductive segments 31 A, 31 B of the same pin 30, 31 are arranged in two separate notches from each other. The conductive segments are each connected to another conductive pin via their respective free ends 31 F. These electrical connections between the conductive pins are for example made by welding.
  • the free ends 31 F and the bent junction 31 C extend axially outside the notches so as to form the buns 25a, 25b.
  • Power pins 33, 34 are each formed of a single conductive segment extending axially into notches 22.
  • Connecting pin 32 may have a shape similar to standard pins or power pins.
  • At least one feed pin 33, 34 or at least one connecting pin 32 may have a height, in an axial direction, different from a height of a standard pin 30, 31.
  • the various conductive segments 19 arranged in the same notch 22 are superimposed in order to form a stack of N layers Ci, it being understood that these N layers are present in each of the notches so that one forms on the periphery of the stator annular circles substantially coaxial with each other.
  • these layers are four in number and numbered from C1 to C4, according to their stacking order in the notches 22.
  • the first layer C1 corresponds to the outer layer
  • the second layer C2 corresponds to a central layer outer layer directly adjacent to the first layer C1
  • the third layer C3 corresponds to the inner central layer directly adjacent to the second layer C2
  • the fourth layer C4 corresponds to the inner layer.
  • the first layer C1 is thus occupied by the conductive segment closest to the yoke 27 and the layer C4 is thus occupied by the conductive segment closest to the axis X.
  • the invention is not limited to this single embodiment such that more or less number of conductor segments can be stacked in each slot eg 2, 6, 8 or 10 conductors.
  • a layer is formed by a single conductive segment.
  • each notch 22 comprises N conductive segments aligned radially with respect to each other on a single line and each forming a layer Ci.
  • the conductive segments each have a substantially rectangular section facilitating their stacking in the notch .
  • FIG. 5 represents an example of a transfer device 40 in which the conductive pins 18 are arranged at the end of the assembly process 110 and before their transfer into the body of the coiled part 21.
  • the transfer device 40 comprises a body of pin 41 extending generally cylindrically about a Z axis and a plurality of guide strips 42 extending radially from pin body 41 .
  • Two adjacent guide blades define a lateral space 43 in which can be housed at least one conductive segment 19 of a conductive pin, and in particular several conductive segments.
  • the conductive pins 18 are arranged in the pin body 41 so that the conductive segments 19 are housed at least partially in the side spaces 43.
  • each guide strip 42 has a height in an axial direction less than an axial height of the conductive segments 19.
  • the conductive pins 18 have an intermediate shape, that is to say they have a shape which is not the final shape of the conductive pins to form the electrical winding 24.
  • each pin 18 has undergone a preliminary shaping step in which an angled junction 18C is formed, in particular by a first bending phase then a second twisting phase. allowing to shift the conductive segments 19 of the same conductive pin.
  • the twisting phase is preferably a unitary twisting phase made individually for each conductive pin 18.
  • the conductive segments 19 extend axially to their free end.
  • the assembly method 1 10 comprises a first step of arranging
  • the intermediate device 70 comprises a longitudinal body 71 s' extending along a Y axis in which is arranged a plurality of grooves 72. Each groove defines a housing 73 receiving at least one conductive segment 19 of a conductive pin 18. Each housing 73 extends in a direction transverse to the axis Y.
  • the intermediate device 70 has in particular the form of a loading rail.
  • Each groove 72 can extend in a direction transverse or inclined with respect to the Y axis. The inclination of the groove 72 is in particular made in the direction of the rotational movement of the transfer device 40.
  • the assembly process 1 10 includes a second loading step
  • the transfer device 40 and the intermediate device 70 are arranged, during step loading 1 12, relative to each other so that the Y axis extends in a direction generally perpendicular to the Z axis.
  • the longitudinal body 71 is positioned so that that at least one housing 73 extends opposite a lateral space 43 of the spindle body 41.
  • the loading step 112 will be described in more detail below with reference to FIGS. 6 to 10 .
  • the loading step 112 is done by a rotational movement, along the arrow F1, of the transfer device 40 on itself around the axis Z in combination with a movement of translation, along the arrow F2, of the intermediate device 70 along the Y axis.
  • a translation movement along the Y axis could be added to the rotation movement of the transfer device and the intermediate device could be immobile or also have a translational movement in a direction opposite to the translational movement of the transfer device.
  • the intermediate device 70 comprises a drive support 74 on which the longitudinal body 71 is mounted.
  • Drive support 74 is arranged to set longitudinal body 71 in motion. Said support can then have a shape corresponding to the direction of movement of longitudinal body 71 .
  • the drive support 74 extends axially and has a planar longitudinal shape.
  • the drive support 74 can for example be a caterpillar.
  • the loading step 112 is done by a winding movement, along the arrow F3, of the intermediate device 70 around the transfer device 40.
  • This winding movement can be partial or be done over the entire circumference of the transfer device 40.
  • the transfer device 40 can present a rotational movement on itself around the axis Z, in a direction opposite to the winding direction of the intermediate device 70.
  • the drive support 74 extends in a circular manner and has in particular an annular shape.
  • the conductive pins 18 are transferred from the intermediate device 70 to the transfer device 40 in a generally radial direction with respect to the Z axis of the transfer device or in a generally transverse direction with respect to the Y axis of the intermediate device.
  • the loading step 112 is carried out continuously housing after housing.
  • continuous means, the fact that the transfer of a dwelling can begin before the transfer from the previous adjacent dwelling is complete.
  • all the pins contained in all the housings 73 of the intermediate device 70 are not transferred simultaneously into the side spaces 43 of the transfer device 40 but one after the other.
  • each guide strip 42 can be arranged in a rest position until at least one conductive segment 19 is transferred into the lateral space 23 adjacent to said lamella.
  • the guide blade 42 can then present a radial movement towards the outside, up to a holding position so as to accompany the transfer of said conductive segment 19 and maintain said segment in the corresponding lateral space 43.
  • each blade of guide 42 can have different radial positions with respect to spindle body 41 .
  • each guide blade may have a holding position in which it is arranged so as to extend circumferentially between at least two conductive segments 19 and a rest position in which it is housed in a groove formed in the body of pin 41 so as to leave free the circumferential space between said two conductive segments.
  • each guide strip 42 can have a radial movement from the rest position to the holding position during the loading step 112. The radial movement is in particular made continuously.
  • the intermediate device 70 may include an insertion device 75 making it possible, during the loading step 116, to help move the conductive segments 19 housed in the housings 73 to simplify their insertion into the lateral spaces 43 of the transfer device 40.
  • the insertion device 75 has a surface forming a ramp 76.
  • the ramp 76 has a curved shape making it possible to continuously accompany the movement of the segments conductors 19 to the side spaces 43.
  • One end of the ramp 76 moves, in particular by a lifting movement, a portion of the conductor segment 19 to be transferred from the housing 73 to the associated side space 43, then said portion said segment can slide along a part of the ramp in order to be completely housed in the lateral space 43.
  • the insertion device 75 is fixed, that is to say it is stationary relative to the longitudinal body 71 .
  • the sliding of the conductive segment is created by the movement of said body 71 relative to said device 75.
  • the longitudinal body 71 of the intermediate device may include a cavity 77 housing part of the ramp 76 so that the ramp 76 is arranged between a bottom of the cavity 77 and a portion of a conductive segment 19.
  • each groove 72 of the longitudinal body 71 is formed of a first groove portion and a second groove portion respectively forming a first housing portion and a second housing portion.
  • the portions of the same housing are arranged in alignment with each other in a direction transverse to the Y axis so as to accommodate two distinct portions of the same conductor segment 19.
  • the insertion device 75 extends between the first and the second groove portion so as to move a portion of the conductive segment extending between said two housing portions.
  • the intermediate device may also present a recoil movement in a direction opposite to the direction of loading of the conductive segments 19 from the housings 73 towards the lateral spaces 43.
  • the recoil movement of a part of the longitudinal body 71 can be made simultaneously with the radial extension movement of a guide blade 42, in particular from the rest position to the holding position, arranged opposite said part of the longitudinal body 71 .
  • the transfer device 40 may comprise a radial holding support 45 visible in FIGS. 5 and 9.
  • the radial holding support 45 is arranged to hold, in a radial direction, the conductive segments 19 of the conductive pins 18 in the lateral spaces 43
  • the holding support is positioned around the outer circumference of the pin body 41 provided with said pins 18.
  • the radial holding support 45 is in particular positioned around the pin body 41 provided with conductive pins 18 during the loading step 1 12.
  • the radial holding support is in particular positioned after the transfer of a conductive segment 19 into the corresponding lateral space 43 .
  • the holding support 45 may completely surround said body 41.
  • Holding support 45 may have several portions arranged adjacently to surround said body 41 . This makes it possible to simplify the positioning of said support.
  • the arrangement step 1 1 1 can be carried out manually, an operator manually positioning the conductive pins 18 one by one in the housings 73, or automatically.
  • the conductive pins 18 can be arranged individually or collectively in the housings 73 of the intermediate device.
  • this insertion can be done by grouping the pins arranged in different, in particular adjacent, housings.
  • several housings 73, in particular adjacent ones, can be filled simultaneously.
  • Said insertion can, alternatively or also, be done by grouping several conductive pins superimposed in the same housings.
  • the same housing 73 can simultaneously receive all the corresponding pins.
  • FIG. 11 A first example of an arrangement step 1 1 1 is illustrated in FIG. 11 .
  • the conductive pins are arranged in a so-called nested configuration, i.e. a first standard pin 30 has a first conductive segment arranged in layer C1 and a second conductive segment arranged in layer C3 and a second standard hairpin 31 has a first conductive segment arranged in layer C2 and a second conductive segment arranged in layer C4 of the coiled part body 21 .
  • the layers C1, C2, C3 and C4 formed in the notches 22 of the coiled part body 21 are also present in the side spaces 43 of the pin body 41 .
  • the layers of the lateral spaces 43 are arranged opposite with respect to the layers C1 to C4, that is to say that the layer C4 is arranged in the bottom of the lateral space and the layer C1 is arranged at the level of the lateral space. opening of the side space.
  • the layers C1, C2, C3 and C4 formed in the notches 22 are also present in the housings 73 of the longitudinal body 71 .
  • the layers C1', C2', C3', C4' of the housings 73 are arranged in the same way with respect to the layers C1 to C4.
  • the layer C4' is arranged at the level of the opening of the housing 73 and the layer C1' is arranged at the level of the bottom of the housing 73.
  • the conductive segments 19 of the same conductive pin are inserted into two different housings 73 and offset longitudinally.
  • the number of offset housings between the conductive segments of a pin is equal to the number of offset notches 22 between said segments when the coil 24 is formed in the body of the coiled part.
  • the arrangement step 1 1 1 is carried out by a first phase of inserting a first number of first standard pins 30 into the layers C1 'and C3' then by a second phase of insertion of a second number of second standard pins 31 in the layers C2' and C4'.
  • the second standard pins 31 are here arranged in the same housings 73 as said first pins 30.
  • the arrangement step 111 then comprises a third phase of inserting a third number of first standard pins 30 into the layers C1 ' and C3'.
  • the first conductive segments of the first standard hairpins 30 of the third phase are here arranged in the same housings 73 as the second hairpins 31 so as to form the layer C3' and the second conductive segments of the first standard hairpins 30 of the third phase are here arranged in empty housings 73 so as to form the layer C1'.
  • Said step 1 1 1 comprises a fourth phase of insertion of a fourth number of second standard pins 31 in the layers C2′ and C4′ superimposed on the standard pins 30 inserted in the third phase. The same number of standard pins 30 and standard pins 31 are thus inserted in each phase.
  • Step 11 1 may also include a fifth phase of positioning a power pin 33 in layer C1', a connection pin 32 in layers C2' and C3' and a power pin 34 in the C4' layer.
  • the conductive segments 19 of the conductive pins are distributed so as to form three groups of grooves.
  • the first group G1 has four conductive segments housed in each of its housings 73.
  • the second group G2 has two conductive segments housed in each of its housings 73.
  • the third group G3 has two conductive segments housed in each of its housings 73.
  • all the dwellings of the first group G1 are not shown but it will be understood that the first housing has a number of grooves much greater than the number of grooves of the second and third groups.
  • the second group G2 and the third group G3 are each arranged at an axial end of the first group G1 such that the first group is a central group and the second and third groups each form an edge of the set of conductive pins.
  • the conductive segments of the first group G1 occupy layers 01', C2', C3' and C4'; the conductive segments of the second group G2 occupy the layers 01', C2' and the conductive segments of the third group G3 occupy the layers 03', 04'.
  • the conductive segments of the second group G2 and the conductive segments of the third group G3 will be superimposed radially with respect to the Z axis in the same lateral spaces 43 so that each lateral space comprises the same number of conductive segments.
  • FIG. 12 illustrates an exemplary embodiment in which each housing 73 of the third group G3 comprises a conductive segment support 78 making it possible to fill in the layers of the housing bottom that do not have a conductive segment.
  • FIG. 13 A second example of an arrangement step 1 1 1 is illustrated in FIG. 13.
  • the conductive pins are arranged in a so-called side-by-side configuration, that is to say that a first pin standard 30 has a first conductive segment arranged in layer C1 and a second conductive segment arranged in layer C2 and a second standard pin 31 has a first conductive segment arranged in layer C3 and a second conductive segment arranged in layer C4 of the body coiled part 21.
  • the arrangement step 1 1 1 of this second example can take place in a manner similar to the first example. More specifically, step 11 1 can comprise several phases, each allowing different numbers of conductive pins to be inserted.
  • the conductive segments 19 of the conductive pins are distributed so as to form three groups of grooves in a manner similar to the example of FIG. 11.
  • the second group G2 and the third group G3 are each divided into two subgroups G2', G2”, G3', G3”.
  • the first sub-group G2' has a conductive segment housed in the layer C1' of each of its housings 73.
  • the second sub-group G2' has three conductive segments housed in the layers 01', C2' and C3' of each of its housings 73.
  • the third sub-group G3' has three conductive segments housed in the layers C4', C2' and C3' of each of its housings 73.
  • the fourth sub-group G3' has a conductive segment housed in the layer C4 'of each of its housings 73.
  • the conductive segments of the first subgroup G2' and the conductive segments of the third subgroup G3' will be superimposed radially with respect to the Z axis in the same lateral spaces 43 and the conductive segments of the second sub-group G2' and the conductive segments of the fourth sub-group G3' will be superimposed radially with respect to the Z axis in the same lateral spaces 43.
  • the loading step 1 12 can present a first phase of loading the layers C3' and C4' then a second phase of loading the layers C1' and C2'.
  • All the conductive pins 18 intended to form the electric winding 24 can be arranged in the intermediate device 70 during the arrangement step 111.
  • the standard pins 30, 31, the power pins 33, 34 and the pins connection 32 are then arranged in the intermediate device 70 during said arrangement step 1 1 1.
  • the loading step 116 is then done for all the conductive pins 18.
  • the standard pins 30, 31 can be loaded at the means of an automatic method using in particular the steps of arrangement 1 1 1 and loading 1 12 described previously and the connection pins 32 and/or power supply 33, 34 can be loaded, automatically or manually, directly into the transfer device 40 after the loading step 112.
  • the transfer device 40 may comprise an immobilizing device 47, visible in FIG. 5, making it possible to maintain at least one supply pin 33, 34 and/or at least one connection pin 32 in the spindle body 41 .
  • THE immobilization device 47 makes it possible in particular to maintain said pins in the radial and axial directions.
  • the immobilizer 47 is formed of a groove in which is inserted a power pin 33, 34.
  • the connection pin 32 is, here, maintained in the same way as the standard pins 30, 31 via the guide strips 42.
  • the immobilization device 47 can be formed by low walls surrounding the pin to be maintained or a snap-fastening system.
  • the present invention finds applications in particular in the field of alternators, alternator-starters, electric motors or even reversible machines, but it could also be applied to any type of rotating machine.
  • the foregoing description has been given by way of example only and does not limit the scope of the present invention, which would not be departed from by replacing the various elements with any other equivalents.

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Abstract

L'invention propose un procédé d'assemblage (110) d'épingles conductrices dans un dispositif de transfert, chaque épingle conductrice (18) étant formée d'au moins un segment conducteur (19) pour former un bobinage électrique d'une pièce bobinée d'une machine électrique tournante (10), le procédé comprenant : une étape d'agencement (111) dans un dispositif intermédiaire (70) des épingles conductrices; une étape de chargement (112) des épingles conductrices du dispositif intermédiaire (70) vers le dispositif de transfert (40), l'étape de chargement se faisant par enroulement au moins partiel du dispositif intermédiaire autour du dispositif de transfert et/ou par rotation du dispositif de transfert le long du dispositif intermédiaire et/ou par un déplacement longitudinal du dispositif intermédiaire par rapport au dispositif de transfert.

Description

DESCRIPTION
Titre de l'invention : Procédé et ensemble d’assemblage d’épingles conductrices pour une machine électrique tournante
L’invention concerne notamment un procédé d’assemblage d’épingles conductrices dans un dispositif de transfert et un ensemble d’assemblage d’épingles conductrices permettant de mettre en oeuvre ledit procédé.
L’invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des machines électriques tournantes telles que les alternateurs, les alterno-démarreurs ou encore les machines réversibles ou les moteurs électriques. On rappelle qu’une machine réversible est une machine électrique tournante apte à travailler de manière réversible, d’une part, comme générateur électrique en fonction alternateur et, d’autre part, comme moteur électrique.
Une machine électrique tournante comprend un rotor mobile en rotation autour d’un axe et un stator fixe. En mode alternateur, lorsque le rotor est en rotation, il induit un champ magnétique au stator qui le transforme en courant électrique afin d’alimenter les consommateurs électriques du véhicule et de recharger la batterie. En mode moteur, le stator est alimenté électriquement et induit un champ magnétique entraînant le rotor en rotation par exemple pour démarrer le moteur thermique du véhicule tel qu’un véhicule automobile, ou lui fournir une assistance de couple.
Une pièce bobinée de machine électrique tournante est par exemple un stator comprenant un corps de pièce bobinée présentant une culasse formant une pièce de révolution autour d’un axe passant par le centre du stator. Le corps comporte des dents s’étendant radialement à partir de la culasse vers le centre du stator et autour desquelles est disposé un bobinage électrique. Plus particulièrement, les dents délimitent entre elles des encoches dans lesquelles passent des éléments conducteurs participant à former le bobinage du stator. Le bobinage est ici formé d’une pluralité d’épingles conductrices logées partiellement dans les encoches du corps et raccordées électriquement deux à deux via leurs extrémités pour former un chemin électrique continu. La plupart des épingles conductrices comprennent deux segments conducteurs sensiblement parallèles entre eux et reliés par une jonction coudée de manière à former un « U >> décalé. Les segments conducteurs sont insérés respectivement, au niveau d’une première face d’extrémité axiale du stator, dans deux encoches distinctes de sorte que les jonctions coudées soient saillantes au niveau de la première face d’extrémité axiale du stator.
Cette forme des épingles en « U >> décalé est classiquement obtenue par une première étape de pliage permettant d’obtenir une forme en « U >> plat dans laquelle les deux segments conducteurs s’étendent dans un même plan, puis par une deuxième étape de vrillage dans laquelle les deux segments conducteurs sont décalés dans une direction circonférentielle l’un par rapport à l’autre. Cette étape de vrillage est classiquement faite lors d’une étape de vrillage global dans laquelle toutes les épingles conductrices sont vrillées en même temps pour obtenir le décalage de leurs segments conducteurs respectifs. Cette étape de vrillage global permet que positionner les épingles sur un cercle de diamètre correspondant à leur position finale dans le corps de pièce bobinée. Un outil tel qu’une pince permet ensuite de récupérer toutes les épingles mises dans l’outil de vrillage et de les insérer dans le corps de pièce bobinée. L’étape de vrillage global facilite l’opération de transfert des épingles depuis l’outils de vrillage vers le corps de pièce bobinée car une fois vrillées les épingles sont déjà disposées dans leur position finale, correspondant au bon diamètre du stator, permettant leur insertion directe dans ledit corps. Cependant, cette étape de vrillage global ne permet pas un vrillage précis des épingles et peut engendrer des cassures dans l’émail recouvrant le cuivre formant les épingles conductrices ce qui peut provoquer des courts-circuits.
L’étape de vrillage peut alternativement être faite par une étape de vrillage unitaire dans laquelle chaque épingle est vrillée individuellement ce qui permet de mieux contrôler les dimensions finales des épingles et d’éviter les cassures de l’émail. De par leur forme en « U >> et le décalage entre les segments conducteurs, il n’est pas possible, lors d’un procédé automatique, de positionner les épingles directement dans leur position finale pour leur insertion dans le corps de pièce bobinée. Par exemple, une méthode connue consiste à placer les épingles dans un outil présentant un diamètre largement supérieur au diamètre du corps de pièce bobinée pour ensuite avancer les épingles dans une direction radiale vers l’axe de l’outil jusqu’à ce que les épingles soient placées dans leur position finale pour insertion dans le corps de pièce bobinée. Une pince, telle que celles utilisée après un procédé de vrillage global, peut ensuite être utilisée pour transférer les épingles de cet outil vers le corps de pièce bobinée.
Cette méthode de positionnement des épingles par déplacement radial peut ne pas être applicable dans certaines configurations de bobinage. En effet, dans certain cas, l’imbrication des épingles entre elles et/ou le nombre important de couches d’épingle conductrice peut complexifier cette méthode et entrainer l’utilisation de différentes étapes de préparation. Le temps d’assemblage d’un tel bobinage est alors augmenté ce qui entraine également une augmentation du coût de fabrication d’une pièce bobinée comprenant un bobinage de type à épingles conductrices.
La présente invention vise à permettre d’éviter les inconvénients de l’art antérieur. A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé d’assemblage d’épingles conductrices dans un dispositif de transfert, chaque épingle conductrice étant formée d’au moins un segment conducteur et étant destinée à être connectée électriquement à au moins une autre épingle conductrice pour former un bobinage électrique d’une pièce bobinée d’une machine électrique tournante. Selon l’invention, le dispositif de transfert comprend un corps de broche présentant un premier axe et une pluralité de lamelles de guidage s’étendant radialement à partir dudit corps, des espaces latéraux destinés à loger au moins un segment conducteur étant définis entre deux lamelles de guidage adjacentes. Toujours selon l’invention, le procédé comprend une étape d’agencement dans un dispositif intermédiaire des épingles conductrices, le dispositif intermédiaire présentant un corps longitudinal s’étendant le long d’un second axe dans lequel est agencée une pluralité de rainures, une rainure étant agencée pour loger au moins un segment conducteur d’une épingle conductrice ; une étape de chargement des épingles conductrices du dispositif intermédiaire vers le dispositif de transfert, l’étape de chargement se faisant par enroulement au moins partiel du dispositif intermédiaire autour du dispositif de transfert et/ou par rotation du dispositif de transfert le long du dispositif intermédiaire et/ou par un déplacement longitudinal du dispositif intermédiaire par rapport au dispositif de transfert. Par exemple, un déplacement longitudinal du dispositif intermédiaire par rapport au dispositif de transfert et accompagné d’un mouvement de rotation du dispositif intermédiaire.
Grâce à la présente invention et en particulier à l’utilisation du dispositif intermédiaire, l’assemblage des épingles est simplifié. En effet, le dispositif intermédiaire permet d’agencer les épingles de manière linéaire dans un plan avant de les enrouler pour former leur imbrication suivant une forme annulaire. Un tel procédé d’assemblage peut être utilisé quel que soit la forme des épingles conductrices, le nombre de couche formé par lesdites épingles ou la structure d’imbrication desdites épingles les unes par rapport aux autres. Le procédé d’assemblage des épingles conductrices permet ainsi d’agencer les épingles conductrices, notamment vrillée unitairement, dans leur position finale les unes par rapport aux autres avant leur transfert dans le corps de pièce bobinée. Ledit procédé d’assemblage est simplifié et les risques de mauvais positionnement des épingles sont diminués. Le coût global du procédé d’assemblage est diminué.
Selon une réalisation, lors de l’étape de chargement, les épingles conductrices sont transférées du dispositif intermédiaire vers le dispositif de transfert dans une direction radiale par rapport à l’axe du dispositif de transfert. Cette direction d’insertion permet d’optimiser la simplification dudit procédé.
Selon une réalisation, lors de l’étape de chargement, un dispositif d’insertion déplace les segments conducteurs logés dans les rainures du dispositif intermédiaire pour aider leur insertion dans les espaces latéraux du dispositif de transfert. Cela permet d’amorcer, de manière simple, l’étape de chargement.
Selon une réalisation, les segments conducteurs sont agencés dans les rainures du dispositif intermédiaire de sorte à ce qu’au moins une portion de chaque segment conducteur soit accessible pour permettre leur déplacement par le dispositif d’insertion. Par exemple, au moins une portion de chaque segment conducteur, agencé dans les rainures du dispositif intermédiaire, dépasse de ladite rainure de sorte à ce que, lors de l’étape de chargement, le dispositif d’insertion déplace les segments conducteurs pour aider leur insertion dans les espaces latéraux du dispositif de transfert. Ainsi, au moins une portion de chaque segment conducteur n’est pas logée dans une rainure du dispositif intermédiaire. Selon une réalisation, lors de l’étape de chargement, au moins une partie du dispositif intermédiaire présente un mouvement de recul dans une direction opposée à la direction de chargement des segments conducteurs depuis les rainures vers les espaces latéraux. Cela permet de simplifier l’étape de chargement.
Selon une réalisation, l’étape de chargement comporte, en outre, une sous- étape de positionnement d’un support de maintien radial agencé pour maintenir dans une direction radiale les segments conducteurs des épingles conductrices dans les espaces latéraux du corps de broche. Cette étape de positionnement du support de maintien lors de l’étape de chargement permet de garantir le maintien des segments conducteurs dans les espaces latéraux une fois leur chargement dans lesdits espaces effectué.
Selon une réalisation, les lamelles de guidage sont rétractables de sorte à pouvoir être logées, respectivement, dans des rainures correspondantes réalisées dans le corps de broche. Ainsi, chaque lamelle peut présenter différentes positions radiales et notamment une première position de maintien dans laquelle la lamelle s’étend circonférentiellement entre deux segments conducteurs pour assurer leur maintien et une deuxième position de repos dans laquelle la lamelle s’étend au moins en partie dans le corps de broche de sorte à laisser libre lesdits segments conducteurs. Cette solution de rétractation des lamelles de guidage est une solution simple et peu encombrante pour maintenir les segments conducteurs des épingles conductrices après leur chargement dans le corps de broche tout en simplifiant leur chargement en diminuant la profondeur radiale des espaces latéraux de manière temporaire. Cela permet d’améliorer le guidage des segments conducteurs des épingles conductrices vers les espaces latéraux lors de l’étape de chargement.
Alternativement, les lamelles de guidage peuvent être rapportées au corps de broche de sorte à pouvoir être détachées du corps de broche. Dans une autre alternative, les lamelles de guidage peuvent présenter un mouvement axial pour dégager l’espace latéral correspondant.
Selon une réalisation, lors de l’étape d’agencement, les épingles conductrices peuvent être agencées de manière individuelle ou collective dans les rainures du dispositif intermédiaire. Par manière collective, on entend qu’au moins deux épingles conductrices peuvent être agencées dans la même rainure ou dans des rainures différentes simultanément.
Selon une réalisation, toutes les épingles conductrices destinées à former le bobinage électrique sont agencées dans le dispositif intermédiaire lors de l’étape d’agencement. Cela permet de simplifier et de raccourcir le procédé d’assemblage en ayant une même étape et un même outil pour réaliser le bobinage. Les épingles conductrices dites spéciales sont alors agencées et chargées dans le corps de broche de la même manière que les épingles standards. On entend par épingle spéciale, les épingles ayant une forme différente des épingles standards, il peut notamment s’agir des épingles d’alimentation et des épingles de connexion.
Alternativement, une partie des épingles conductrices peut être chargée dans le dispositif de transfert lors d’une seconde étape de chargement sans être insérée au préalable dans le dispositif intermédiaire. Par exemple, les épingles spéciales peuvent être insérées, de manière manuellement ou automatique, dans le dispositif de transfert après le chargement des épingles standards via le dispositif intermédiaire.
Selon une réalisation, après l’étape de d’agencement, les épingles conductrices sont logées dans les rainures du corps longitudinal de sorte à former au moins trois groupes de rainures, chaque groupe présentant un agencement différent, les uns par rapport aux autres, des segments conducteurs dans les rainures, le premier groupe présentant un nombre de segments conducteurs logés dans chaque rainure dudit premier groupe supérieur au nombre de segments conducteurs logés dans chaque rainure du deuxième groupe et également supérieur au nombre de segments conducteurs logés dans chaque rainure du troisième groupe. L’agencement des segments conducteurs en différents groupes permet de simplifier l’étape de chargement, notamment en permettant le chargement en simultanée de plusieurs épingles conductrices lors d’une même étape de chargement.
Selon une réalisation, le nombre de segments conducteurs logés dans chaque rainure du premier groupe est égal à la somme du nombre de segments conducteurs logés dans chaque rainure du deuxième groupe avec le nombre de segments conducteurs logés dans chaque rainure du troisième groupe. Cela permet de simplifier l’étape d’agencement en évitant d’avoir un nombre de groupe trop important.
Selon une réalisation, le deuxième groupe et le troisième groupe sont agencés de part et d’autre du premier groupe dans la direction longitudinale d’axe du corps du dispositif intermédiaire. Cela permet de réaliser l’étape de chargement en continue sans nécessiter de replacement du dispositif intermédiaire.
Selon une réalisation, chaque segment conducteur logé dans une rainure définit une couche et en ce que les segments conducteurs logés dans les rainures du deuxième groupe sont agencés dans des couches différentes des couches dans lesquelles sont agencés les segments conducteurs logés dans les rainures du troisième groupe de sorte à ce que l’agencement des segments conducteurs du deuxième groupe soit complémentaire de l’agencement des segments conducteurs du troisième groupe.
Selon une réalisation, lors de l’étape de chargement, les segments conducteurs du deuxième groupe et les segments conducteurs du troisième groupe seront agencés dans les mêmes espaces latéraux. Cela permet que chaque espace latéral comporte le même nombre de segment conducteur.
Selon une réalisation, le procédé d’assemblage présente, préalablement à l’étape d’agencement, une étape de mise en forme dans laquelle les épingles conductrices sont vrillées pour décaler, dans une direction circonférentielle, leurs segments conducteurs respectifs l’un par rapport à l’autre. Par exemple, cette étape de mise en forme se fait de manière unitaire. On entend par manière unitaire que les épingles conductrices sont mises en forme individuellement les unes par rapport aux autres.
La présente invention a également pour objet un ensemble d’assemblage d’épingles conductrices dans un dispositif de transfert, chaque épingle conductrice étant formée d’au moins un segment conducteur et étant destinée à être connectée électriquement à au moins une autre épingle conductrice pour former un bobinage électrique d’une pièce bobinée d’une machine électrique tournante. Selon l’invention, l’ensemble d’assemblage comprend un dispositif intermédiaire présentant un corps longitudinal s’étendant le long d’un second axe dans lequel est agencée une pluralité de rainures, une rainure étant agencée pour loger au moins un segment conducteur d’une épingle conductrice ; un dispositif de transfert comprenant un corps de broche présentant un premier axe et une pluralité de lamelles de guidage s’étendant radialement à partir du corps, des espaces latéraux destinés à loger au moins un segment conducteur étant définis entre deux lamelles de guidage adjacentes, le dispositif de transfert étant agencé pour recevoir des épingles conductrices lors de la mise en oeuvre du procédé d’assemblage selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Selon une réalisation, le corps de broche présente une forme cylindrique.
Selon une réalisation, l’ensemble d’assemblage comporte, en outre, un dispositif d’insertion agencée pour déplacer des segments conducteurs logés dans les rainures du dispositif intermédiaire pour aider leur insertion dans les espaces latéraux du dispositif de transfert.
Selon une réalisation, le corps longitudinal du dispositif intermédiaire comporte au moins une cavité dans laquelle le dispositif d’insertion est, au moins partiellement logé. Par exemple, au moins une partie du dispositif d’insertion est agencé entre un fond de la cavité et une portion d’au moins un segment conducteur.
Selon une réalisation, les rainures du corps longitudinal sont séparées en au moins deux portions de rainure distinctes, lesdites portions s’étendant respectivement de part et d’autre du dispositif d’insertion. Cela permet d’améliorer la stabilité des épingles conductrices lorsque le dispositif d’insertion déplace les épingles conductrices.
Selon une réalisation, le dispositif d’insertion présente une rampe. La forme de rampe du dispositif d’insertion permet d’avoir un dispositif d’insertion qui soit efficace pour accompagner le mouvement de chargement des épingles conductrices dans les espaces latéraux tout en restant simple.
Selon une réalisation, la rampe présente une forme courbée. Cela permet de mieux adapter la forme de la rampe à la forme du dispositif de transfert.
Selon une réalisation, chaque rainure s’étend dans une direction transversale ou dans une direction inclinée par rapport à une direction transversale au second axe du dispositif intermédiaire. La direction transversale de la rainure permet de simplifier l’étape d’agencement. La direction inclinée de la rainure permet de simplifier l’étape de chargement.
Selon une réalisation, au moins une rainure du deuxième groupe et/ou au moins une rainure du troisième groupe : présente une profondeur, dans une direction transversale au second axe, inférieure à la profondeur d’au moins une rainure du premier groupe ; ou comprend au moins un support de segment conducteur agencé pour réduire la profondeur de ladite rainure de sorte à ce que ladite profondeur soit inférieure à la profondeur d’au moins une rainure du premier groupe. Cela permet de simplifier le maintien des épingles conductrices dans le dispositif intermédiaire.
Selon une réalisation, l’ensemble d’assemblage comporte, en outre, un support de maintien radial agencé pour maintenir les épingles conductrices après leur étape de chargement respective dans les espaces latéraux. Par exemple, le support de maintien radial est agencé pour bloquer un mouvement radial, vers l’extérieur par rapport à l’axe du corps de broche, des segments conducteurs.
Selon une réalisation, l’ensemble comporte, en outre, un dispositif d’immobilisation d’au moins une épingle conductrice d’alimentation ou de connexion dans le corps de broche, ladite épingle conductrice d’alimentation ou de connexion présentant une hauteur, dans une direction axiale, différente d’une hauteur, dans une direction axiale, d’une épingle conductrice standard. Ce dispositif d’immobilisation permet d’effectuer le procédé d’assemblage décrit précédemment en une seule fois même lorsque le bobinage électrique à insérer présente différents types d’épingles conductrices. Cela permet de simplifier ledit procédé et de le standardiser quel que soit le type d’épingles conductrices utilisé.
La présente invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en oeuvre non limitatifs de l’invention et de l’examen des dessins annexés.
La [Fig. 1 ] représente, schématiquement et partiellement, une vue en coupe d’une machine électrique tournante selon un exemple de mise en oeuvre de l’invention. La [Fig. 2] représente schématiquement une vue en perspective du stator de la figure 1 .
La [Fig. 3] représente schématiquement une vue en perspective d’un exemple d’épingle conductrice du stator de la figure 2.
La [Fig. 4] représente schématiquement une vue en coupe suivant un plan radial d’une partie du stator de la figure 2.
La [Fig. 5] représente schématiquement une vue en perspective d’un exemple de dispositif de transfert portant des épingles conductrices.
La [Fig. 6] représente schématiquement une vue en perspective d’un exemple d’étape de chargement du dispositif de transfert via le dispositif intermédiaire.
La [Fig. 7] représente schématiquement une vue en perspective d’un autre exemple d’étape de chargement du dispositif de transfert via le dispositif intermédiaire.
La [Fig. 8] représente schématiquement une vue détaillée de l’étape de chargement de la figure.
La [Fig. 9] représente une vue en perspective plus précise de l’étape de chargement de la figure 5 via l’ensemble d’assemblage.
La [Fig. 10] représente schématiquement une vue agrandie de la figure 9 dans laquelle le dispositif intermédiaire est retiré.
La [Fig. 1 1 ] représente schématiquement et partiellement une vue en coupe axiale d’un premier exemple d’étape d’agencement.
La [Fig. 12] représente schématiquement et partiellement une vue en coupe axiale d’une variante d’agencement des épingles conductrices dans les rainures.
La [Fig. 13] représente schématiquement et partiellement une vue en coupe axiale d’un deuxième exemple d’étape d’agencement.
La [Fig. 14] représente un logigramme d’un exemple de procédé d’assemblage. Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent les mêmes références d’une figure à l’autre. On notera également que les différentes figures ne sont pas nécessairement à la même échelle.
La figure 1 représente un exemple de machine électrique tournante 10 compacte et polyphasée, notamment pour véhicule tel qu’un véhicule automobile. Cette machine 10 transforme de l’énergie mécanique en énergie électrique, en mode alternateur, et peut fonctionner en mode moteur pour transformer de l’énergie électrique en énergie mécanique. Cette machine électrique tournante 10 est, par exemple, un alternateur, un alterno-démarreur, une machine réversible ou un moteur électrique.
Dans cet exemple, la machine 10 comporte un boitier 1 1 , notamment formé d’un premier flasque 16 et d’un second flasque 17, fixé au véhicule par des moyens de fixation 14. A l'intérieur de ce boitier 1 1 , elle comporte, en outre, un arbre 13, un rotor 12 solidaire en rotation de l’arbre 13 et un stator 15 entourant le rotor 12. Le mouvement de rotation du rotor 12 se fait autour d’un axe X. Dans la suite de la description, la direction axiale correspond à l'axe X, traversant en son centre l’arbre 13, alors que les orientations radiales correspondent à des plans concourants, et notamment perpendiculaires, à l'axe X. Pour les directions radiales, la dénomination interne correspondant à un élément orienté vers l’axe, ou plus proche de l’axe par rapport à un second élément, la dénomination externe désignant un éloignement de l’axe. Un organe d’entraînement 20 tel qu’une poulie ou un pignon peut être fixé sur une extrémité avant de l’arbre 13. Cet organe permet de transmettre le mouvement de rotation à l’arbre ou à l’arbre de transmettre son mouvement de rotation.
Dans l’exemple de réalisation décrit dans la suite de la description, la pièce bobinée correspond au stator 15 de la machine électrique tournante. Cependant on ne sortira pas du cadre de l’invention en utilisant un rotor comme pièce bobinée.
Dans cet exemple de réalisation, le stator 15 comporte un corps de pièce bobinée 21 formé d'un paquet de tôles doté d'encoches 22, équipées d’isolant d’encoche 23 pour le montage d’un bobinage électrique 24. Le bobinage traverse les encoches du corps 21 et forment un chignon avant 25a et un chignon arrière 25b de part et d'autre du corps de pièce bobinée. Par ailleurs, le bobinage 24 est formé d’une ou plusieurs phases comportant au moins un conducteur électrique et étant reliées électriquement à un ensemble électronique 26. L’ensemble électronique 26 qui est ici monté sur le boitier 1 1 , comporte au moins un module électronique de puissance permettant de piloter au moins une phase du bobinage 24. Le module de puissance forme un convertisseur de tension formant notamment un pont redresseur de tension pour transformer la tension alternative générée en une tension continue et inversement. Alternativement, l’ensemble électronique pourrait être déporté de la machine.
La figure 2 représente plus en détail le stator 15. Le corps de pièce bobinée 21 est formé d’une culasse 27 de forme annulaire autour de l’axe X et d’une pluralité de dents 28 s’étendant radialement en direction du centre du stator à partir de la culasse, et en particulier ici à partir d’une face latérale formant une paroi interne de la culasse 27. Les dents 28 sont réparties angulairement régulièrement sur le pourtour de la culasse, avec des espaces successifs ménagés entre deux dents adjacentes de manière à définir les encoches 22. Selon la direction axiale, les encoches 22 sont ouvertes sur une première face d’extrémité axiale 29a et une seconde face d’extrémité axiale 29b du corps de pièce bobinée 21. Autrement dit, les encoches traversent axialement de part en part le corps et débouchent sur les deux faces d’extrémité axiales opposées du stator. Par les termes « faces d’extrémité axiales >>, on entend des faces perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à l’axe de révolution X du stator.
Le bobinage 24 est formé à partir d’une pluralité d’épingles conductrices 18, chacune présentant au moins un segment conducteur 19, reliées électriquement entre elles pour former des chemins électriques formant les phases du bobinage. Dans l’exemple de la figure 2, chaque phase comprend une pluralité d’épingles conductrices 18 dont une pluralité de premières épingles standards 31 , une pluralité de deuxièmes épingles standards 30, une épingle de connexion 32 et deux épingles d’alimentation 33, 34. Alternativement, chaque phase peut être formée différemment, ainsi on ne sortira pas du cadre de l’invention en changeant la composition du type d’épingle conductrice formant une phase, par exemple en enlevant l’épingle de connexion ou en ayant un nombre différent de type d’épingles standards. Comme illustré sur la figure 3, une épingle conductrice standard 30, 31 est formée de deux segments conducteurs 31 A, 31 B s’étendant axialement dans les encoches 22 et qui sont à cet effet sensiblement parallèle entre eux. Lesdits segments conducteurs sont connectés entre eux par l’intermédiaire d’une jonction coudée 31 C qui est également conductrice de manière à former une continuité électrique. Les segments conducteurs 31 A, 31 B d’une même épingle 30, 31 sont disposés dans deux encoches distinctes l’une de l’autre. Les segments conducteurs sont connectés chacun à une autre épingle conductrice via leurs extrémités libres 31 F respectives. Ces liaisons électriques entre les épingles conductrices sont par exemple faites par soudure. Les extrémités libres 31 F et la jonction coudée 31 C s’étendent axialement en dehors des encoches de sorte à former les chignons 25a, 25b. Les épingles d’alimentation 33, 34 sont chacune formées d’un unique segment conducteur s’étendant axialement dans les encoches 22. L’épingle de connexion 32 peut présenter une forme similaire aux épingles standards ou aux épingles d’alimentation. Au moins une épingle d’alimentation 33, 34 ou au moins une épingle de connexion 32 peut présenter une hauteur, dans une direction axiale, différente d’une hauteur d’une épingle standard 30, 31 .
Comme visible sur la figure 4, les différents segments conducteurs 19 disposés dans une même encoche 22 sont superposés afin de former un empilement de N couches Ci, étant entendu que ces N couches sont présentes dans chacune des encoches de sorte que l’on forme sur le pourtour du stator des cercles annulaires sensiblement coaxiaux entre eux. Dans cet exemple de réalisation, ces couches sont au nombre de quatre et numérotées de C1 à C4, selon leur ordre d’empilement dans les encoches 22. La première couche C1 correspond à la couche externe, la deuxième couche C2 correspond à une couche centrale externe directement voisine de la première couche C1 , la troisième couche C3 correspond à la couche centrale interne directement voisine de la deuxième couche C2 et la quatrième couche C4 correspond à la couche interne. La première couche C1 est ainsi occupée par le segment conducteur le plus proche de la culasse 27 et la couche C4 est ainsi occupée par le segment conducteur le plus proche de l’axe X. Bien entendu, l’invention ne se limite pas à ce seul mode de réalisation de sorte qu’un nombre supérieur ou inférieur de segments conducteurs peut être empilé dans chaque encoche par exemple 2, 6, 8 ou 10 conducteurs. Par exemple, une couche est formée par un unique segment conducteur. Ainsi, chaque encoche 22 comprend N segments conducteurs alignés radialement les uns par rapport aux autres sur une seule ligne et formant chacun une couche Ci. Dans l’exemple illustré, les segments conducteurs présentent chacun une section sensiblement rectangulaire facilitant leur empilement dans l’encoche.
Il va maintenant être décrit en référence aux figures 5 à 14, un procédé d’assemblage 1 10, réalisé au moyen d’un ensemble d’assemblage, des épingles conductrices 18 permettant de charger lesdites épingles dans un dispositif de transfert 40. Ce dispositif de transfert permettra par la suite d’insérer directement les épingles conductrices dans les encoches 22 du corps de pièce bobinée 21 afin de former la pièce bobinée de machine électrique tournante.
La figure 5 représente un exemple de dispositif de transfert 40 dans lequel sont agencées les épingles conductrices 18 à la fin du procédé d’assemblage 1 10 et avant leur transfert dans le corps de pièce bobinée 21. Le dispositif de transfert 40 comprend un corps de broche 41 s’étendant de manière globalement cylindrique autour d’un axe Z et une pluralité de lamelles de guidage 42 s’étendant radialement à partir du corps de broche 41 . Deux lamelles de guidage adjacentes définissent un espace latéral 43 dans lequel peut être logé au moins un segment conducteur 19 d’une épingle conductrice, et notamment plusieurs segments conducteurs. A la fin du procédé d’assemblage 1 10, les épingles conductrices 18 sont agencées dans le corps de broche 41 de sorte à ce que les segments conducteurs 19 soient logés au moins partiellement dans les espaces latéraux 43. Plus précisément dans cet exemple, les segments conducteurs 19 sont logés dans les espaces latéraux 43 de sorte à ce que chaque extrémité libre dépasse axialement de l’espace latéral. Autrement dit, chaque lamelle de guidage 42 présente une hauteur dans une direction axiale inférieure à une hauteur axiale des segments conducteurs 19.
Lors de ce procédé d’assemblage 1 10, les épingles conductrices 18 présentent une forme intermédiaire, c’est-à-dire qu’elles présentent une forme qui n’est pas la forme finale des épingles conductrices pour former le bobinage électrique 24. Lors du procédé d’assemblage, chaque épingle 18 a subi une étape préalable de mise en forme dans laquelle une jonction coudée 18C est formée, notamment par une première phase de pliage puis une seconde phase de vrillage permettant de décaler les segments conducteurs 19 d’une même épingle conductrice. La phase de vrillage est de préférence une phase de vrillage unitaire faite individuellement pour chaque épingle conductrice 18. Lors dudit procédé, les segments conducteurs 19 s’étendent axialement jusqu’à leur extrémité libre.
Le procédé d’assemblage 1 10 comprend une première étape d’agencement
11 1 dans laquelle les épingles conductrices 18 sont agencées dans un dispositif intermédiaire 70. L’étape d’agencement sera décrite plus en détail ci-après en référence aux figures 1 1 à 13. Le dispositif intermédiaire 70 comprend un corps longitudinal 71 s’étendant le long d’un axe Y dans lequel est agencée une pluralité de rainures 72. Chaque rainure définit un logement 73 recevant au moins un segment conducteur 19 d’une épingle conductrice 18. Chaque logement 73 s’étend dans une direction transversale à l’axe Y. Le dispositif intermédiaire 70 présente notamment la forme d’un rail de chargement. Chaque rainure 72 peut s’étendre dans une direction transversale ou inclinée par rapport à l’axe Y. L’inclinaison de la rainure 72 est notamment fait dans la direction du mouvement de rotation du dispositif de transfert 40.
Le procédé d’assemblage 1 10 comprend une deuxième étape de chargement
112 dans laquelle les épingles conductrices 18, agencées dans le dispositif intermédiaire 70, sont transférées vers le dispositif de transfert 40. Dans les exemples décrits ci-dessous, le dispositif de transfert 40 et le dispositif intermédiaire 70 sont agencés, lors de l’étape de chargement 1 12, l’un par rapport à l’autre de sorte à ce que l’axe Y s’étendent dans une direction globalement perpendiculaire à l’axe Z. En particulier, le corps longitudinal 71 est positionné de sorte à ce qu’au moins un logement 73 s’étende en vis-à-vis d’un espace latéral 43 du corps de broche 41. L’étape de chargement 1 12 sera décrite plus en détail ci-après en référence aux figures 6 à 10.
Dans le premier exemple illustré sur la figure 6, l’étape de chargement 1 12 se fait par un mouvement de rotation, suivant la flèche F1 , du dispositif de transfert 40 sur lui-même autour de l’axe Z en combinaison avec un mouvement de translation, suivant la flèche F2, du dispositif intermédiaire 70 le long de l’axe Y. Dans une variante de réalisation non représentée, un mouvement de translation le long de l’axe Y pourrait être ajouté au mouvement de rotation du dispositif de transfert et le dispositif intermédiaire pourrait être immobile ou également présenter un mouvement de translation dans une direction opposée au mouvement de translation du dispositif de transfert.
Le dispositif intermédiaire 70 comporte un support d’entrainement 74 sur lequel est monté le corps longitudinal 71 . Le support d’entrainement 74 est agencé pour mettre en mouvement le corps longitudinal 71. Ledit support peut alors présenter une forme correspondant à la direction du mouvement du corps longitudinal 71 . Dans cet exemple, le support d’entrainement 74 s’étend axialement et présente une forme longitudinale plane. Le support d’entrainement 74 peut par exemple être une chenille.
Dans le deuxième exemple illustré sur la figure 7, l’étape de chargement 1 12 se fait par un mouvement d’enroulement, suivant la flèche F3, du dispositif intermédiaire 70 autour du dispositif de transfert 40. Ce mouvement d’enroulement peut être partiel ou se faire sur toute la circonférence du dispositif de transfert 40. En combinaison avec ce mouvement d’enroulement, le dispositif de transfert 40 peut présenter un mouvement de rotation sur lui-même autour de l’axe Z, dans une direction opposée à la direction d’enroulement du dispositif intermédiaire 70. Dans cet exemple, le support d’entrainement 74 s’étend de manière circulaire et présente notamment une forme annulaire.
Dans la suite de la description, l’étape de chargement 1 12 va être décrite plus en détails en faisant référence au premier exemple de la figure 6. Il est entendu que ce qui est décrit ci-dessous pourra également s’appliquer à la variante de réalisation présentée sur la figure 7.
Lors de l’étape de chargement 112, les épingles conductrices 18 sont transférées du dispositif intermédiaire 70 vers le dispositif de transfert 40 dans une direction globalement radiale par rapport à l’axe Z du dispositif de transfert ou dans une direction globalement transversale par rapport à l’axe Y du dispositif intermédiaire.
Comme cela est illustré dans l’exemple de la figure 8, l’étape de chargement 1 12 est faite de manière continue logement après logement. On entend par de manière continue, le fait que le transfert d’un logement peut débuter avant que le transfert du logement adjacent précédent ne soit terminé. Autrement dit, toutes les épingles contenues dans tous les logements 73 du dispositif intermédiaire 70 ne sont pas transférées en simultanée dans les espaces latéraux 43 du dispositif de transfert 40 mais les uns après les autres.
Lors de l’étape de chargement 1 12 visible sur la figure 8, chaque lamelle de guidage 42 peut être agencée dans une position de repos jusqu’à ce qu’au moins un segment conducteur 19 soit transféré dans l’espace latéral 23 adjacent à ladite lamelle. La lamelle de guidage 42 peut alors présenter un mouvement radial vers l’extérieur, jusqu’à une position de maintien de sorte à accompagner le transfert dudit segment conducteur 19 et maintenir ledit segment dans l’espace latéral correspondant 43. Ainsi, chaque lamelle de guidage 42 peut présenter différentes positions radiales par rapport au corps de broche 41 . Par exemple, chaque lamelle de guidage peut présenter une position de maintien dans laquelle elle est agencée de sorte à s’étendre circonférentiellement entre au moins deux segments conducteurs 19 et une position de repos dans laquelle elle est logée dans une rainure formée dans le corps de broche 41 de sorte à laisser libre l’espace circonférentiel entre lesdits deux segments conducteurs. Dans la position de repos, la lamelle peut par exemple être totalement insérée dans le corps de broche de sorte à ne plus être en saillie radiale par rapport à une surface externe dudit corps. Dans cet exemple, chaque lamelle de guidage 42 peut présenter un mouvement radial depuis la position de repos vers la position de maintien lors de l’étape de chargement 112. Le mouvement radial est notamment fait de manière continue.
Comme illustré sur les figures 9 et 10, le dispositif intermédiaire 70 peut comporter un dispositif d’insertion 75 permettant, lors de l’étape de chargement 1 16, d’aider au déplacement des segments conducteurs 19 logés dans les logements 73 pour simplifier leur insertion dans les espaces latéraux 43 du dispositif de transfert 40. Par exemple, le dispositif d’insertion 75 présente surface formant une rampe 76. Dans cet exemple, la rampe 76 présente une forme courbée permettant d’accompagner de manière continue le mouvement des segments conducteurs 19 vers les espaces latéraux 43. Une extrémité de la rampe 76 vient déplacer, notamment par un mouvement de soulèvement, une portion du segment conducteur 19 à transférer du logement 73 vers l’espace latéral 43 associé, puis ladite portion dudit segment peut glisser le long d’une partie de la rampe afin d’être totalement logée dans l’espace latéral 43. Dans cet exemple, le dispositif d’insertion 75 est fixe, c’est-à-dire qu’il est immobile par rapport au corps longitudinal 71 . Le glissement du segment conducteur est créé par le mouvement dudit corps 71 par rapport audit dispositif 75.
Le corps longitudinal 71 du dispositif intermédiaire peut comporter une cavité 77 logeant une partie de la rampe 76 de sorte à ce que la rampe 76 soit agencée entre un fond de la cavité 77 et une portion d’un segment conducteur 19. Par exemple, chaque rainure 72 du corps longitudinal 71 est formée d’une première portion de rainure et d’une deuxième portion de rainure formant respectivement une première portion de logement et une deuxième portion de logement. Les portions d’un même logement sont agencées de manière alignée l’une avec l’autre dans une direction transversale à l’axe Y de sorte à loger deux portions distinctes du même segment conducteurs 19. Le dispositif d’insertion 75 s’étend entre la première et la deuxième portion de rainure de sorte à déplacer une portion du segment conducteur s’étendant entre lesdites deux portions de logement.
Lors de l’étape de chargement 112, le dispositif intermédiaire peut également présenter un mouvement de recul dans une direction opposée à la direction de chargement des segments conducteurs 19 depuis les logements 73 vers les espaces latéraux 43. Le mouvement de recul d’une partie du corps longitudinal 71 peut être fait en simultané avec le mouvement d’extension radial d’une lamelle de guidage 42, notamment de la position de repos vers la position de maintien, agencée en vis-à-vis de ladite partie du corps longitudinal 71 .
Le dispositif de transfert 40 peut comporter un support de maintien radial 45 visible sur les figures 5 et 9. Le support de maintien radial 45 est agencé pour maintenir, dans une direction radiale, les segments conducteurs 19 des épingles conductrices 18 dans les espaces latéraux 43. Le support de maintien est positionné autour de la circonférence extérieure du corps de broche 41 muni desdites épingles 18. Le support de maintien radial 45 est notamment positionné autour du corps de broche 41 muni des épingles conductrices 18 lors de l’étape de chargement 1 12. Le support de maintien radial est notamment positionné après le transfert d’un segment conducteur 19 dans l’espace latéral 43 correspondant. De préférence, le support de maintien 45 peut entourer totalement ledit corps 41. Le support de maintien 45 peut présenter plusieurs portions agencées de manière adjacente pour entourer ledit corps 41 . Cela permet de simplifier le positionnement dudit support.
L’étape d’agencement 1 1 1 peut être réalisée de manière manuelle, un opérateur mettant manuellement en position les épingles conductrices 18 une par une dans les logements 73, ou de manière automatique.
Lors de l’étape d’agencement 1 1 1 , les épingles conductrices 18 peuvent être agencées de manière individuelle ou collective dans les logements 73 du dispositif intermédiaire. Lorsque les épingles conductrices sont insérées de manière collective dans les logements respectifs, cette insertion peut se faire en regroupant des épingles agencées dans des logements différents, notamment adjacents. Ainsi, plusieurs logements 73, notamment adjacents, peuvent être remplis simultanément. Ladite insertion peut, alternativement ou également, se faire en regroupe plusieurs épingles conductrices superposées dans les mêmes logements. Ainsi, un même logement 73 peut recevoir simultanément toutes les épingles correspondantes.
Un premier exemple d’étape d’agencement 1 1 1 est illustré sur la figure 11 . Dans cet exemple, les épingles conductrices sont agencées dans une configuration dite imbriquée, c’est-à-dire qu’une première épingle standard 30 présente un premier segment conducteur agencé dans la couche C1 et un second segment conducteur agencé dans la couche C3 et une deuxième épingle standard 31 présente un premier segment conducteur agencé dans la couche C2 et un second segment conducteur agencé dans la couche C4 du corps de pièce bobinée 21 . Les couches C1 , C2, C3 et C4 formées dans les encoches 22 du corps de pièce bobinée 21 sont également présentes dans les espaces latéraux 43 du corps de broche 41 . Les couches des espaces latéraux 43 sont agencée de manière opposée par rapport aux couches C1 à C4, c’est-à-dire que la couche C4 est agencée dans le fond de l’espace latéral et la couche C1 est agencée au niveau de l’ouverture de l’espace latéral. De manière similaire, les couches C1 , C2, C3 et C4 formées dans les encoches 22 sont également présentes dans les logements 73 du corps longitudinal 71 . Les couches C1 ’, C2’, C3’, C4’ des logements 73 sont agencées de la même manière par rapport aux couches C1 à C4. Ainsi, la couche C4’ est agencée au niveau de l’ouverture du logement 73 et la couche C1 ’ est agencée au niveau du fond du logement 73. Les segments conducteurs 19 d’une même épingle conductrice sont insérés dans deux logements 73 différents et décalés longitudinalement. Le nombre de logement de décalage entre les segments conducteurs d’une épingle est égal au nombre d’encoche 22 de décalage entre lesdits segments lorsque le bobinage 24 sera formé dans le corps de pièce bobinée.
Dans l’exemple de la figure 1 1 , l’étape d’agencement 1 1 1 est réalisée par une première phase d’insertion d’un premier nombre de premières épingles standard 30 dans les couches C1 ’ et C3’ puis par une deuxième phase d’insertion d’un deuxième nombre de deuxièmes épingles standard 31 dans les couches C2’ et C4’. Les deuxièmes épingles standards 31 sont ici agencées dans les mêmes logements 73 que lesdites premières épingles 30. L’étape d’agencement 1 11 comprend ensuite une troisième phase d’insertion d’un troisième nombre de premières épingles standard 30 dans les couches C1 ’ et C3’. Les premiers segments conducteurs des premières épingles standards 30 de la troisième phase sont ici agencées dans les mêmes logements 73 que les deuxième épingles 31 de sorte à former la couche C3’ et les seconds segments conducteurs des premières épingles standards 30 de la troisième phase sont ici agencées dans des logements 73 vides de sorte à former la couche C1 ’. Ladite étape 1 1 1 comprend une quatrième phase d’insertion d’un quatrième nombre de deuxièmes épingles standard 31 dans les couches C2’ et C4’ de manière superposée aux épingle standard 30 insérée dans la troisième phase. Le même nombre d’épingle standard 30 et d’épingle standard 31 est ainsi inséré à chaque phase. L’étape 11 1 peut également comporte une cinquième phase de positionnement d’une épingle d’alimentation 33 dans la couche C1 ’, d’une épingle de connexion 32 dans les couches C2’ et C3’ et d’une épingle d’alimentation 34 dans la couche C4’.
Après l’étape d’agencement 1 1 1 illustré sur la figure 1 1 , les segments conducteurs 19 des épingles conductrices sont réparties de sorte à former trois groupes de rainures. Le premier groupe G1 présente quatre segments conducteurs logés dans chacun de ses logements 73. Le deuxième groupe G2 présente deux segments conducteurs logés dans chacun de ses logements 73. Le troisième groupe G3 présente deux segments conducteurs logés dans chacun de ses logements 73. Pour s’simplifier la figure 1 1 , tous les logements du premier groupe G1 ne sont pas représentés mais on comprendra que le premier logement présente un nombre de rainure largement supérieur au nombre de rainure des deuxièmes et troisièmes groupes.
Le deuxième groupe G2 et le troisième groupe G3 sont chacun agencé à une extrémité axiale du premier groupe G1 de sorte que le premier groupe est un groupe central et les deuxièmes et troisièmes groupes forment chacun une bordure de l’ensemble d’épingles conductrices. Dans cet exemple, les segments conducteurs du premier groupe G1 occupent les couches 01 ’, C2’, C3’ et C4’ ; les segments conducteurs du deuxième groupe G2 occupent les couches 01 ’, C2’ et les segments conducteurs du troisième groupe G3 occupent les couches 03’, 04’. Lors de l’étape de chargement 1 12, les segments conducteurs du deuxième groupe G2 et les segments conducteurs du troisième groupe G3 seront superposés radialement par rapport à l’axe Z dans les mêmes espaces latéraux 43 de sorte à ce que chaque espace latéral comporte le même nombre de segment conducteur.
La figure 12 illustre un exemple de réalisation dans lequel chaque logement 73 du troisième groupe G3 comprend un support de segment conducteur 78 permettant de combler les couches du fond de logement ne présentant pas de segment conducteur.
Un deuxième exemple d’étape d’agencement 1 1 1 est illustré sur la figure 13. Dans cet exemple, les épingles conductrices sont agencées dans une configuration dite côte-à-côte, c’est-à-dire qu’une première épingle standard 30 présente un premier segment conducteur agencé dans la couche C1 et un second segment conducteur agencé dans la couche C2 et une deuxième épingle standard 31 présente un premier segment conducteur agencé dans la couche C3 et un second segment conducteur agencé dans la couche C4 du corps de pièce bobinée 21. L’étape d’agencement 1 1 1 de ce deuxième exemple peut se déroulée de manière similaire au premier exemple. Plus précisément, l’étape 11 1 peut comporter plusieurs phases, chacune permettant d’insérer différent nombre d’épingles conductrices.
Après l’étape d’agencement 1 1 1 illustré sur la figure 13, les segments conducteurs 19 des épingles conductrices sont réparties de sorte à former trois groupes de rainures de manière similaire à l’exemple de la figure 11 . Le deuxième groupe G2 et le troisième groupe G3 sont chacun divisé en deux sous-groupes G2’, G2”, G3’, G3”. Le premier sous-groupe G2’ présente un segment conducteur logé dans la couche C1 ’ de chacun de ses logements 73. Le deuxième sous-groupe G2” présente trois segments conducteurs logés dans les couches 01 ’, C2’ et C3’ de chacun de ses logements 73. Le troisième sous-groupe G3” présente trois segments conducteurs logés dans les couches C4’, C2’ et C3’ de chacun de ses logements 73. Le quatrième sous-groupe G3’ présente un segment conducteur logé dans la couche C4’ de chacun de ses logements 73. Lors de l’étape de chargement 112, les segments conducteurs du premier sous-groupe G2’ et les segments conducteurs du troisième sous-groupe G3” seront superposés radialement par rapport à l’axe Z dans les mêmes espaces latéraux 43 et les segments conducteurs du deuxième sous-groupe G2” et les segments conducteurs du quatrième sous- groupe G3’ seront superposés radialement par rapport à l’axe Z dans les mêmes espaces latéraux 43.
L’agencement des épingles conductrices de la figure 13 permet de réaliser l’étape de chargement en une seule fois ou en plusieurs phases. Par exemple, l’étape de chargement 1 12 peut présenter une première phase de chargement des couches C3’ et C4’ puis une seconde phase de chargement des couches C1 ’ et C2’.
Toutes les épingles conductrices 18 destinées à former le bobinage électrique 24 peuvent être agencées dans le dispositif intermédiaire 70 lors de l’étape d’agencement 1 1 1. Les épingles standards 30, 31 , les épingles d’alimentation 33, 34 et les épingles de connexion 32 sont alors agencées dans le dispositif intermédiaire 70 lors de ladite étape d’agencement 1 1 1. L’étape de chargement 116 se fait alors pour toutes les épingles conductrices 18. Alternativement, les épingles standards 30, 31 peuvent être chargées au moyen d’un procédé automatique utilisant notamment les étapes d’agencement 1 1 1 et de chargement 1 12 décrites précédemment et les épingles de connexion 32 et/ou d’alimentation 33, 34 peuvent être chargées, de manière automatique ou manuelle, directement dans le dispositif de transfert 40 après l’étape de chargement 1 12.
Le dispositif de transfert 40 peut comporter un dispositif d’immobilisation 47, visible sur la figure 5, permettant de maintenir au moins une épingle d’alimentation 33, 34 et/ou au moins une épingle de connexion 32 dans le corps de broche 41 . Le dispositif d’immobilisation 47 permet notamment de maintenir lesdites épingles dans les directions radiale et axiale. Dans cet exemple de réalisation, le dispositif d’immobilisation 47 est formé d’une rainure dans laquelle est insérée une épingle d’alimentation 33, 34. L’épingle de connexion 32 est, ici, maintenue de la même manière que les épingles standards 30, 31 via les lamelles de guidage 42. Alternativement, le dispositif d’immobilisation 47 peut être formé par des murets entourant l’épingle à maintenir ou un système d’encliquetage.
La présente invention trouve des applications en particulier dans le domaine des alternateurs, des alterno-démarreurs, des moteurs électriques ou encore des machines réversibles mais elle pourrait également s’appliquer à tout type de machine tournante. Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de la présente invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents. Par exemple, on ne sortira pas du cadre de l’invention en adaptant le procédé et l’ensemble d’assemblage décrit ci-dessus pour une machine électrique tournante dont le stator est positionné radialement à l’intérieur du rotor.

Claims

REVENDICATIONS Procédé d'assemblage d’épingles conductrices dans un dispositif de transfert, chaque épingle conductrice (18) étant formée d’au moins un segment conducteur (19) et étant destinée à être connectée électriquement à au moins une autre épingle conductrice pour former un bobinage électrique d’une pièce bobinée d’une machine électrique tournante (10), le dispositif de transfert (40) comprenant un corps de broche (41 ) présentant un premier axe (Z) et une pluralité de lamelles de guidage (42) s’étendant radialement à partir dudit corps, des espaces latéraux (43) destinés à loger au moins un segment conducteur (19) étant définis entre deux lamelles de guidage (42) adjacentes, le procédé (110) étant caractérisé en ce qu’il comprend :
- une étape d’agencement (1 1 1 ) dans un dispositif intermédiaire (70) des épingles conductrices (18), le dispositif intermédiaire présentant un corps longitudinal (71 ) s’étendant le long d’un second axe (Y) dans lequel est agencée une pluralité de rainures (72), une rainure étant agencée pour loger au moins un segment conducteur (19) d’une épingle conductrice ;
- une étape de chargement (1 12) des épingles conductrices (18) du dispositif intermédiaire (70) vers le dispositif de transfert (40), l’étape de chargement se faisant par enroulement au moins partiel du dispositif intermédiaire (70) autour du dispositif de transfert (40) et/ou par rotation du dispositif de transfert (40) le long du dispositif intermédiaire (70) et/ou par un déplacement longitudinal du dispositif intermédiaire (70) par rapport au dispositif de transfert (40). Procédé d’assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, lors de l’étape de chargement (1 12), les épingles conductrices (18) sont transférées du dispositif intermédiaire (70) vers le dispositif de transfert (40) dans une direction radiale par rapport à l’axe (Z) du dispositif de transfert. Procédé d’assemblage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l’étape de chargement (112), un dispositif d’insertion (75) déplace les segments conducteurs (19) logés dans les rainures (72) du dispositif intermédiaire (70) pour aider leur insertion dans les espaces latéraux (43) du dispositif de transfert (40). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de l’étape de chargement (112), au moins une partie du dispositif intermédiaire (70) présente un mouvement de recul dans une direction opposée à la direction de chargement des segments conducteurs (19) depuis les rainures (72) vers les espaces latéraux (43). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’après l’étape de d’agencement (11 1 ), les épingles conductrices (18) sont logées dans les rainures (72) du corps longitudinal (71 ) de sorte à former au moins trois groupes (G1 , G2, G3, G2’, G2”, G3’, G3”) de rainures, chaque groupe présentant un agencement différent, les uns par rapport aux autres, des segments conducteurs (19) dans les rainures (72), le premier groupe (G1 ) présentant un nombre de segments conducteurs logés dans chaque rainure dudit premier groupe supérieur au nombre de segments conducteurs logés dans chaque rainure du deuxième groupe (G2, G2’, G2”) et également supérieur au nombre de segments conducteurs logés dans chaque rainure du troisième groupe (G3, G3’, G3”). Procédé d’assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le nombre de segments conducteurs (19) logés dans chaque rainure (72) du premier groupe (G1 ) est égal à la somme du nombre de segments conducteurs (19) logés dans chaque rainure (72) du deuxième groupe (G2, G2’, G2”) avec le nombre de segments conducteurs (19) logés dans chaque rainure (72) du troisième groupe (G3, G3’, G3”). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le deuxième groupe (G2, G2’, G2”) et le troisième groupe (G3, G3’, G3”) sont agencés de part et d’autre du premier groupe (G1 ) dans la direction longitudinale d’axe (Y) du corps du dispositif intermédiaire (70). Procédé d’assemblage selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque segment conducteur (19) logé dans une rainure (72) définit une couche (C1 ’, C2’, C3’, C4’) et en ce que les segments conducteurs logés dans les rainures du deuxième groupe (G2, G2’, G2”) sont agencés dans des couches différentes des couches dans lesquelles sont agencés les segments conducteurs logés dans les rainures du troisième groupe (G3, G3’, G3”) de sorte à ce que l’agencement des segments conducteurs du deuxième groupe soit complémentaire de l’agencement des segments conducteurs du troisième groupe. Ensemble d’assemblage d’épingles conductrices dans un dispositif de transfert, chaque épingle conductrice (18) étant formée d’au moins un segment conducteur (19) et étant destinée à être connectée électriquement à au moins une autre épingle conductrice pour former un bobinage électrique d’une pièce bobinée d’une machine électrique tournante (10), l’ensemble d’assemblage étant caractérisé en ce qu’il comprend :
- un dispositif intermédiaire (70) présentant un corps longitudinal (71 ) s’étendant le long d’un second axe (Y) dans lequel est agencée une pluralité de rainures (72), une rainure étant agencée pour loger au moins un segment conducteur (19) d’une épingle conductrice ;
- un dispositif de transfert (40) comprenant un corps de broche (41 ) présentant un premier axe (Z) et une pluralité de lamelles de guidage
(42) s’étendant radialement à partir du corps, des espaces latéraux
(43) destinés à loger au moins un segment conducteur (19) étant définis entre deux lamelles de guidage adjacentes, le dispositif de transfert (40) étant agencé pour recevoir des épingles conductrices (18) lors de la mise en oeuvre du procédé d’assemblage (1 10) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Ensemble d’assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte, en outre, un dispositif d’insertion (75) agencée pour déplacer des segments conducteurs (19) logés dans les rainures (72) du dispositif intermédiaire (70) pour aider leur insertion dans les espaces latéraux (43) du dispositif de transfert (40). Ensemble d’assemblage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d’insertion (75) présente une rampe (76). Ensemble d’assemblage selon la revendication 10 ou 11 , caractérisé en ce que les rainures (72) du corps longitudinal (71 ) sont séparées en au moins deux portions de rainure distinctes, lesdites portions s’étendant respectivement de part et d’autre du dispositif d’insertion. Ensemble d’assemblage selon l’une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que chaque rainure (72) s’étend dans une direction transversale ou dans une direction inclinée par rapport à une direction transversale au second axe (Y) du dispositif intermédiaire (70). Ensemble d’assemblage selon l’une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce qu’au moins une rainure (72) du deuxième groupe (G2, G2’, G2”) et/ou au moins une rainure (72) du troisième groupe (G3, G3’, G3”) :
- présente une profondeur, dans une direction transversale au second axe (Y), inférieure à la profondeur d’au moins une rainure (72) du premier groupe (G1 ) ; ou
- comprend au moins un support de segment conducteur (78) agencé pour réduire la profondeur de ladite rainure de sorte à ce que ladite profondeur soit inférieure à la profondeur d’au moins une rainure (72) du premier groupe (G1). Ensemble d’assemblage selon l’une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce qu’il comporte, en outre, un support de maintien radial (45) agencé pour maintenir les épingles conductrices (18) après leur étape de chargement respective dans les espaces latéraux (43).
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US20140196282A1 (en) * 2013-01-17 2014-07-17 Remy Technologies, Llc Apparatus and method for installing stator winding conductors
FR3020197A1 (fr) * 2014-04-17 2015-10-23 Valeo Equip Electr Moteur Procede de realisation d'un stator de machine electrique par cambrage ainsi que sur le stator correspondant.

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