Description

Titre de l'invention : Guide de têtes de bobines, rotor bobiné et procédé de bobinage associés

[0001] L'invention concerne le bobinage d'un rotor.

[0002] La présente invention concerne plus particulièrement un guide de têtes de bobines pour le bobinage de fils électriques conducteurs autour de dents d’un rotor bobiné, un rotor bobiné pour machine électrique tournante comprenant un tel guide et un procédé de bobinage mettant en œuvre un tel guide.

[0003] Un moteur électrique à rotor bobiné, tel qu'une machine électrique utilisée dans un véhicule automobile à traction électrique, est réalisé à partir de fils électriquement conducteurs, tels que des fils de cuivre émaillé. Les fils électriquement conducteurs sont bobinés autour d'un noyau réalisé dans un empilement de tôles électriquement conductrices

[0004] Afin de garantir le bon positionnement des fils pendant le bobinage du rotor, un guide de têtes de bobinage est centré et immobilisé sur l’arbre du rotor pour garantir le positionnement des fils lors du bobinage.

[0005] Le guide est généralement réalisé en matière plastique pour prévenir l’endommagement des fils électriques.

[0006] Afin de garantir l’immobilisation du guide sur l’arbre rotorique, le guide en plastique peut être fretté sur l’arbre rotorique, généralement métallique.

[0007] Cependant, un tel assemblage crée des contraintes sur le guide susceptible de l’endommager et d’engendrer une panne du moteur électrique.

[0008] Le document FR3084220 propose de mouler un guide de bobinage des têtes de bobine en plastique autour d’une pièce métallique permettant le frettage de ladite pièce sur une arbre rotorique.

[0009] Cependant, la réalisation d’un tel guide de bobinage de têtes nécessite la réalisation d’une pièce métallique supplémentaire.

[0010] Il est donc proposé de pallier tout ou partie des inconvénients des guides de têtes de bobinages selon l’état de la technique, notamment en proposant un guide de têtes de bobines fiable et simple à réaliser.

[0011] Au vu de ce qui précède, l’invention a pour objet un guide de têtes de bobines pour le bobinage de fils électriques conducteurs autour de dents d’un rotor bobiné, comprenant une ouverture centrale destinée à accueillir un arbre rotorique.

[0012] Des godrons sont régulièrement disposés en saillie vers l’intérieur de l’ouverture centrale et sont configurés pour se déformer contre l’arbre.

[0013] De préférence, l’ouverture est en forme de cône tronqué dans l’épaisseur du guide, le cône tronqué étant configuré de sorte que lors de l’insertion du guide autour de l’arbre rotorique, l’arbre passe d’abord à travers la plus grande base du cône tronqué, les godrons s’étendant selon l’épaisseur du guide et la longueur des godrons étant constante.

[0014] Avantageusement, le guide de têtes de bobines comprend en outre une rainure s’étendant selon l’épaisseur du guide entre deux godrons adjacents.

[0015] De préférence, le guide de têtes de bobines comprend au moins trois godrons.

[0016] L’invention a également pour objet un rotor bobiné pour machine électrique tournante comprenant un arbre rotorique, deux guides de tête de bobines tels que définis précédemment et disposés chacun à une extrémité différente de l’arbre rotorique, les godrons des guides de têtes de bobines étant déformés sur l’arbre rotorique pour immobiliser l’arbre rotorique dans les ouvertures des guides.

[0017] L’invention a encore pour objet un procédé de bobinage de fils électriques conducteurs autour de dents d’un rotor bobiné.

[0018] Le procédé comprend l’insertion d’un guide de têtes de bobines à une extrémité de l’arbre rotorique du rotor de sorte que l’arbre déforme des godrons régulièrement disposés en saillie vers l’intérieur d’une ouverture centrale du guide de têtes de bobines.

[0019] De préférence, le procédé comprend l’insertion à l’autre extrémité de l’arbre rotorique d’un deuxième guide de têtes de bobines de sorte que l’arbre déforme les godrons de l’ouverture centrale du deuxième guide de têtes de bobines.

[0020] Avantageusement, chaque guide de têtes de bobines est inséré sur l’arbre rotorique de sorte que l’arbre rotorique passe à travers la plus grande base de l’ouverture centrale en forme de cône tronqué dans l’épaisseur du guide, les godrons s’étendant selon l’épaisseur du guide et ayant une longueur constante.

[0021] D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

[0022] [Fig.l] illustre schématiquement un exemple d’un rotor bobiné selon l’invention ;

[0023] [Fig.2] illustre schématiquement une vue partielle d’une extrémité du rotor selon l’invention ;

[0024] [Fig.3] illustre un mode de réalisation du guide de têtes de bobines selon l’invention ;

[0025] [Fig.4] est une vue en coupe axiale du guide de têtes de bobine de la [Fig.3] ; et

[0026] [Fig.5] illustre un exemple de réalisation d’un godron selon l’invention.

[0027] La [Fig.l] illustre un exemple de rotor bobiné 1 destiné à être inséré dans un stator d’une machine électrique tournante.

[0028] Le rotor 1 comprend un arbre 2 et une masse magnétique 3 montée sur l’arbre mé tallique 2. [0029] Le rotor 1 tourne selon un axe de rotation (A).

[0030] La masse magnétique 3 comprend des tôles magnétiques formant une alternance de dents rotoriques 4 et d’encoches 5 régulièrement disposées sur un diamètre de la masse magnétique 3, deux guides de têtes de bobines 6 et des bobines 7.

[0031] La masse magnétique 3 comprend ici huit dents rotoriques 4.

[0032] En variante, la masse magnétique 3 peut comprendre plus ou moins de huit dents.

[0033] Les guides de têtes de bobines 6 sont respectivement disposés à des extrémités dif férentes de l’arbre rotorique 2 et comprennent chacun une partie circulaire 8 surmontée de dents de guidage 9 (non représentées) régulièrement disposées sur la périphérie de la partie circulaire 8, le nombre de dents de guidage 9 étant égal au nombre de dents rotoriques 4.

[0034] Chaque bobine 7 est enroulée autour d’une dent rotorique 4 et d’une dent de guidage 9 des deux guides de têtes de bobines 6 de manière à former par exemple un pôle rotorique.

[0035] Chaque guide de têtes de bobines 6 est immobilisé sur l’arbre rotorique 2 de sorte que la partie circulaire 8 et l’arbre rotorique 2 sont concentriques et de sorte que chaque dent de guidage 9 coïncide avec une dent rotorique 4.

[0036] Les guides de têtes de bobines 6 permettent de positionner correctement des fils dans l’encoche 5 pendant une étape de bobinage pour réaliser les bobines 7.

[0037] Chaque guide de têtes de bobinage 6 comporte en outre des pions 10.

[0038] Les pions 10 de l’un des guides de têtes de bobines 6 permettent de raccorder une partie des bobines 7 entre elles pour former des paires de pôles, les pions de l’autre guide de têtes de bobines 6 n’étant pas utilisés.

[0039] Comme les guides de têtes de bobines 6 en plastique sont réalisés par moulage, un seul moule est nécessaire pour réaliser les guides de têtes de bobines 6 indé pendamment de G utilisation des pions 10.

[0040] La [Fig.2] illustre une vue partielle d’une extrémité du rotor 1, les bobines 7 ayant été retirées.

[0041] On retrouve le guide de têtes de bobines 6 comprenant en outre des rainures de guidage 11 disposées sur les bords de chaque dent de guidage 9 de manière à maintenir les fils des bobines 7.

[0042] Le positionnement des guides de têtes de bobines 6 sur l’arbre rotorique 2 permet de fixer de manière répétable le début de chaque bobine 7 dans les rainures de guidage 11 de chaque dent de guidage 9.

[0043] Chaque guide de têtes de bobines 6 comprend en outre une ouverture centrale 12 réalisée dans la partie circulaire 8 et logeant l’arbre rotorique 2.

[0044] L’ouverture centrale 12 est globalement circulaire.

[0045] Des godrons 13 sont régulièrement disposés en saillie vers l’intérieur de l’ouverture centrale 12.

[0046] Les godrons 13 sont dimensionnés pour être déformés contre l’arbre rotorique 2 lors de insertion du guide de têtes de bobines 6 autour de l’arbre rotorique 2, en étant écrasés contre l’arbre 2.

[0047] La déformation des godrons 13 sur l’arbre rotorique 4 immobilise le guide 6 autour de l’arbre rotorique 2 par frottement des godrons 13 sur l’arbre rotorique 4 sans transmettre de contrainte supplémentaire à l’ensemble du guide 6, réduisant le risque de casse du guide 6 lors du bobinage des bobines 7 et lors de la rotation du rotor 1.

[0048] Afin de centrer le guide 6 sur l’arbre rotorique 2, l’ouverture centrale 12 comprend au moins trois godrons 13 décalés angulairement de 120° par rapport à l’axe (A).

[0049] Les figures 3 et 4 illustrent respectivement une vue et une coupe partielle selon la direction IV-IV d’un mode de réalisation du guide 6.

[0050] Le guide 6 comprend en outre des rainures 14 s’étendant selon l’épaisseur du guide 6 entre deux godrons 13 adjacents.

[0051] Les rainures 14 permettent d’avoir une symétrie du rotor des deux côtés du bobinage afin de libérer un passage pour l’insertion de pièces comprenant par exemple la bague d’excitation,

[0052] Comme visible sur la [Fig.4], l’ouverture 12 est en forme de cône tronqué dans l’épaisseur du guide 6.

[0053] Le cône tronqué comprend une grande base 20 de diamètre supérieur à celui de l’arbre rotorique 4 et située à une extrémité de la partie circulaire 8, et une petite base 21 située à l’autre extrémité de la partie circulaire 8 de diamètre inférieur à celui de la grande base 20.

[0054] Les godrons 13 s’étendent selon l’épaisseur de la partie circulaire 8 et sont de longueur L13 constante.

[0055] Le guide 6 est inséré autour de l’arbre rotorique 4 de sorte que l’arbre rotorique 4 passe d’abord à travers la plus grande base 20 du cône tronqué avec un jeu facilitant le centrage du guide 6 autour de l’arbre rotorique 4 lors de l’insertion du guide 6, puis à travers la petite base 21.

[0056] Les godrons 13 sont partiellement écrasés.

[0057] La [Fig.5] illustre un exemple de réalisation du godron 13.

[0058] Comme le guide 6 est réalisé par moulage, le godron 13 comprend des rayons de rac cordement.

[0059] Le godron 13 a par exemple une longueur L13 de 1 mm.

[0060] L’ajout de godrons 13 permet de centrer et d’immobiliser le guide 6 sur l’arbre rotorique 4 pour réaliser les bobines 7 sans engendrer de contraintes mécaniques sup plémentaires sur le guide 6 susceptible d’endommager le guide 6 lors de l’étape de bobinage et lors de G utilisation du rotor 1. [0061] En outre, comme le guide 6 sans godrons est couramment utilisé, il suffit de modifier le moule pour réaliser le guide 6 réduisant les coûts de fabrication du guide 6.