FR2728115A1 - ROTOR FOR AN ELECTRIC MACHINE, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents
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Abstract
Un rotor extérieur 1 pour une machine électrique, est fabriqué d'un seul tenant selon un procédé de moulage par injection, en une matière plastique renforcée de fibres, et comprend un élément d'enveloppe 7 portant de manière répartie sur sa périphérie, des aimants permanents 11, et un élément de flasque 9 faisant saillie de l'élément d'enveloppe, radialement vers l'intérieur. L'armature de l'élément d'enveloppe présente dans des zones de bordure, des fibres d'armature s'étendant dans la direction périphérique, tandis que dans une zone centrale est prévue une armature croisée à angle de croisement différent de 90 deg.. L'élément de flasque est renforcé dans chacune de ses zones de bordure, par un empilement de mats d'armature, dont l'angle de croisement diffère également de 90 deg., ces mats d'armature étant prévus décalés angulairement dans la direction périphérique. Un tel rotor présente une résistance mécanique élevée, bien que fabriqué presque en totalité, en matière plastique.An outer rotor 1 for an electric machine is manufactured in one piece using an injection molding process, in a fiber-reinforced plastic material, and comprises a casing element 7 carrying, distributed on its periphery, magnets permanent 11, and a flange element 9 protruding from the casing element, radially inwards. The reinforcement of the casing element has in edge regions reinforcement fibers extending in the circumferential direction, while in a central region there is provided a cross reinforcement with a crossing angle different from 90 deg. The flange element is reinforced in each of its edge zones, by a stack of reinforcing mats, the crossing angle of which also differs from 90°, these reinforcing mats being provided angularly offset in the direction peripheral. Such a rotor has a high mechanical strength, although made almost entirely of plastic material.
Description
L'invention concerne un rotor, notamment un rotor extérieur, destiné à uneThe invention relates to a rotor, in particular an outer rotor, intended for a
machine électrique, par exemple un moteur électrique ou un générateur électrique, dans laquelle le rotor est monté en rotation autour d'un axe de rotation, par rapport à un stator de electric machine, for example an electric motor or an electric generator, in which the rotor is mounted to rotate about an axis of rotation, with respect to a stator of
la machine.the machine.
Dans le cas de machines électriques usuelles, susceptibles d'être utilisées en tant que moteur électrique ou en tant que générateur, et comportant un rotor extérieur à aimants permanents, telles que celles divulguées par exemple par le document DE 38 06 760 Al, le rotor comprend un ensemble de moyeu réalisé en métal, qui forme, à sa périphérie, un élément d'enveloppe de forme tubulaire cylindrique. Dans l'élément d'enveloppe sont disposés de manière alternée et de manière répartie en direction périphérique, des aimants permanents en forme de barreau, et des éléments de transmission du flux également en forme de barreau. Les forces centrifuges agissant en cours de fonctionnement, sur les aimants permanents et les éléments de transmission de flux, sont absorbées par un bandage en matière plastique renforcée de fibres entourant l'élément d'enveloppe. Les fibres de verre, les fibres de carbone ou éléments similaires renforçant la matière plastique, s'étendent In the case of conventional electrical machines, capable of being used as an electric motor or as a generator, and comprising an external rotor with permanent magnets, such as those disclosed for example by document DE 38 06 760 A1, the rotor comprises a hub assembly made of metal, which forms, at its periphery, a casing element of cylindrical tubular shape. In the envelope element are arranged alternately and distributed in a peripheral direction, permanent magnets in the form of a bar, and elements for transmitting the flux also in the form of a bar. The centrifugal forces acting during operation on the permanent magnets and the flux transmission elements are absorbed by a bandage made of fiber reinforced plastic material surrounding the envelope element. Glass fibers, carbon fibers, or the like reinforcing plastic, extend
essentiellement dans la direction périphérique. essentially in the peripheral direction.
Notamment dans le cas de machines à rotor extérieur à vitesses de rotation élevées, à puissance élevée et à couple de démarrage élevé, les modes de construction usuels conduisent à un poids relativement élevé et à un Particularly in the case of machines with an external rotor having high rotational speeds, high power and high starting torque, the usual construction methods lead to a relatively high weight and a
moment d'inertie de rotation élevé. high moment of inertia of rotation.
Le but de l'invention consiste à fournir un rotor, notamment un rotor extérieur pour une machine électrique, qui soit d'une fabrication relativement The object of the invention is to provide a rotor, in particular an outer rotor for an electric machine, which is of relatively manufacturing
simple et présente une résistance élevée. simple and has a high resistance.
L'invention se base sur un rotor, notamment un rotor extérieur, qui comprend: - un élément d'enveloppe sensiblement de forme tubulaire cylindrique, qui, au moins dans une première zone de section transversale, est réalisé en une matière plastique renforcée par un matériau d'armature en forme de fibres ou/et de fils s'étendant sensiblement dans la direction périphérique, - au moins un élément de flasque lié de manière fixe à l'élément d'enveloppe en faisant saillie de l'élément d'enveloppe, radialement vers l'intérieur en direction de l'axe de rotation, et - un grand nombre d'aimants permanents, qui sont disposés dans l'élément d'enveloppe les uns à côté des autres dans la direction périphérique, et dont les faces polaires formées, le cas échéant, par des moyens de transmission de flux magnétique, définissent en commun une surface périphérique de l'élément d'enveloppe, The invention is based on a rotor, in particular an outer rotor, which comprises: - an envelope element substantially of cylindrical tubular shape, which, at least in a first cross-sectional area, is made of a plastic material reinforced by a reinforcing material in the form of fibers and / or wires extending substantially in the peripheral direction, - at least one flange element fixedly connected to the envelope element by projecting from the envelope element , radially inwards in the direction of the axis of rotation, and - a large number of permanent magnets, which are arranged in the envelope element next to each other in the peripheral direction, and whose faces polar formed, where appropriate, by magnetic flux transmission means, jointly define a peripheral surface of the envelope element,
notamment sa surface périphérique intérieure. including its inner peripheral surface.
Dans le cas d'un tel rotor, l'amélioration conforme à l'invention réside dans le fait que l'élément d'enveloppe, dans une seconde zone de section transversale également réalisée en matière plastique, est renforcé par un matériau d'armature en forme de fibres ou/et de fils, qui s'étend selon plusieurs directions d'étendue se croisant, et de manière oblique, sous un angle inférieur à 45', par rapport à la In the case of such a rotor, the improvement in accordance with the invention lies in the fact that the casing element, in a second cross-sectional area also made of plastic, is reinforced with a reinforcing material in the form of fibers or / and threads, which extends in several directions of extent intersecting, and obliquely, at an angle less than 45 ', relative to the
direction périphérique.peripheral direction.
Un élément d'enveloppe du type de celui précité, non seulement permet d'atteindre des vitesses de rotation d'éclatement très élevées, mais est également très rigide en flexion dans la direction axiale. Ceci est particulièrement avantageux dans le cas de rotors extérieurs, parce que dans ce cas, l'élément d'enveloppe est en règle générale, soutenu en porte-à faux axial, latéralement à l'élément de flasque. L'évasement du bord libre de l'élément d'enveloppe par les forces centrifuges, peut conduire à des sollicitations de flexion élevées de l'élément d'enveloppe. L'armature de la seconde zone de section transversale assure une amélioration de la résistance à An envelope element of the type of that mentioned above not only makes it possible to achieve very high burst rotational speeds, but is also very rigid in bending in the axial direction. This is particularly advantageous in the case of external rotors, because in this case the casing element is generally supported in axial overhang, laterally to the flange element. The flaring of the free edge of the envelope element by centrifugal forces can lead to high bending stresses of the envelope element. The reinforcement of the second cross-sectional area ensures an improvement in the resistance to
la flexion.bending.
La première zone de section transversale forme avantageusement une zone de bordure de l'élément d'enveloppe, et les deux zones de bordure sont de préférence renforcées par une armature sensiblement uniquement dans la direction périphérique, de sorte qu'il en résulte une construction symétrique en section transversale. Selon une configuration avantageuse, la seconde zone de section transversale, au moins sur une partie de son étendue axiale, est disposée radialement The first cross-sectional zone advantageously forms a border zone of the envelope element, and the two border zones are preferably reinforced by a reinforcement substantially only in the peripheral direction, so that a symmetrical construction results. in cross section. According to an advantageous configuration, the second cross-sectional area, at least over part of its axial extent, is arranged radially
entre deux premières zones de section transversale. between two first cross-sectional areas.
Il s'est avéré intéressant que les directions d'étendue dans la seconde zone de section transversale, en se référant à la direction périphérique, s'étendent sensiblement de manière symétrique inverse, en vue d'obtenir des propriétés de contraintes uniformes dans l'élément d'enveloppe, en cas de sollicitations centrifuges. Les directions d'étendue du matériau d'armature, dans la seconde zone de section transversale s'étendent de préférence obliquement par rapport à la It has been found interesting that the directions of extent in the second cross-sectional area, with reference to the peripheral direction, extend substantially symmetrically in reverse, in order to obtain uniform stress properties in the casing element, in the event of centrifugal stresses. The directions of extent of the reinforcing material in the second cross-sectional area preferably extend obliquely to the
direction périphérique, sous un angle entre 5' et 25'. peripheral direction, at an angle between 5 'and 25'.
Un angle compris entre 10 et 20 s'est avéré particulièrement favorable. La contrainte admissible pour l'élément d'enveloppe, dans la direction périphérique, est de ce fait plus grande d'un ordre de grandeur, que dans la direction axiale. Mais les valeurs pouvant être obtenues dans la direction axiale suffisent à obtenir une amélioration sensible de la capacité de An angle between 10 and 20 has been found to be particularly favorable. The admissible stress for the envelope element, in the peripheral direction, is therefore greater by an order of magnitude, than in the axial direction. But the values which can be obtained in the axial direction are sufficient to obtain a significant improvement in the capacity of
sollicitation en flexion de l'élément d'enveloppe. bending stress of the envelope element.
Le matériau d'armature peut, notamment lorsqu'il s'étend essentiellement dans la direction périphérique, être enroulé à partir d'un matériau sans fin. De manière correspondante, l'armature dans la seconde zone de section transversale, peut également être réalisée par couches successives, à la manière d'un enroulement croisé. La fabrication peut être simplifiée lorsqu'en variante, au moins la seconde zone de section transversale est renforcée par plusieurs couches d'un mat d'armature préfabriqué, dans lequel le matériau d'armature en forme de fibres ou/et de fils est disposé selon plusieurs directions d'étendue prédéterminées, de manière alternée de couches en couches, ou de manière croisée à l'intérieur des couches individuelles. Les mats d'armature peuvent présenter des fibres ou fils orientés de manière sensiblement unidirectionnelle, lorsqu'ils sont mis en oeuvre avec une direction de fibres s'étendant obliquement par rapport à la direction périphérique de l'élément d'enveloppe. Les couches qui se succèdent sont alors mises en oeuvre alternativement avec des directions de fibres, différentes, avantageusement avec des directions de fibres symétriques inverses, relativement à la direction périphérique. La fabrication est simplifiée davantage encore, lorsque l'on utilise des mats d'armature à structure en treillis. A partir de tels mats d'armature, The reinforcing material can, in particular when it extends essentially in the peripheral direction, be wound from an endless material. Correspondingly, the reinforcement in the second cross-sectional area can also be produced in successive layers, in the manner of a cross winding. Manufacturing can be simplified when, as a variant, at least the second cross-sectional area is reinforced by several layers of a prefabricated reinforcing mat, in which the reinforcing material in the form of fibers and / or threads is arranged. in several directions of predetermined extent, alternately from layers to layers, or crosswise within the individual layers. The reinforcing mats may have fibers or threads oriented in a substantially unidirectional manner, when they are used with a direction of fibers extending obliquely relative to the peripheral direction of the envelope element. The successive layers are then used alternately with different fiber directions, advantageously with opposite symmetrical fiber directions, relative to the peripheral direction. The production is simplified even further when using reinforcing masts with a lattice structure. From such reinforcing mats,
il est relativement aisé de former des enroulements. it is relatively easy to form windings.
L'aspect de l'invention, qui vient d'être explicité, concerne l'élément d'enveloppe portant les aimants permanents. Un autre aspect de l'invention, qui peut être mis en oeuvre indépendamment des améliorations évoquées précédemment, et présente donc également un côté inventif indépendant, concerne l'élément de flasque qui porte l'élément d'enveloppe et en fait saillie radialement vers l'intérieur. L'élément de flasque est de préférence relié d'un seul tenant à l'élément d'enveloppe, de sorte qu'il peut être fabriqué en une seule opération de travail, par exemple par moulage par The aspect of the invention, which has just been explained, relates to the envelope element carrying the permanent magnets. Another aspect of the invention, which can be implemented independently of the improvements mentioned above, and therefore also has an independent inventive side, relates to the flange element which carries the envelope element and projects radially towards it. inside. The flange element is preferably connected in one piece to the casing element, so that it can be produced in a single working operation, for example by molding by
injection, en commun avec l'élément d'enveloppe. injection, in common with the envelope element.
Conformément au second aspect de l'invention, l'élément de flasque est réalisé en matière plastique, qui, dans une première zone de coupe axiale longitudinale, est armé d'un empilement de mats d'armature sensiblement superposés à plat et dont chacun comporte du matériau d'armature en forme de fibres ou/et de fils, qui, à l'intérieur du mat d'armature est réparti de manière environ uniforme, et s'étend en étant orienté selon une direction d'étendue prédéterminée ou selon plusieurs directions d'étendue prédéterminées se croisant mutuellement selon des angles sensiblement égaux, et au moins une partie des mats d'armature sont disposés, relativement aux directions d'étendue du matériau d'armature, de manière angulairement décalés autour de l'axe de rotation. Un tel élément de flasque sensiblement en forme de disque, peut être renforcé de manière très simple, par des mats d'armature préfabriqués, par exemple par des mats d'armature également en forme de disque. Selon une caractéristique de l'invention, les directions d'étendue se croisant dans les mats d'armature de la première zone de coupe axiale longitudinale, forment entre-eux un angle différent de 90'. Les mats d'armature ou groupes de tels mats d'armature, sont, de préférence, disposés de manière angulairement décalée autour de l'axe de rotation, selon un modèle de décalage périodique se complétant à 360 , de sorte qu'il en résulte des propriétés de résistance sensiblement uniformes dans la direction périphérique. Ici, il est également possible d'utiliser des mats présentant des fibres disposées sensiblement de manière unidirectionnelle. Mais sont à nouveau plus spécialement bien adaptés, des mats d'armature en forme de treillis, dont les directions d'étendue des fibres forment entre-elles un angle différent de 90 . Les mats d'armature présentent ainsi une direction préférentielle dans laquelle ils peuvent être sollicités très fortement, tandis que transversalement à cette direction, la capacité de sollicitation est plus petite de par exemple un ordre de grandeur. Cette capacité de sollicitation moindre dans cette direction est toutefois suffisante pour assurer une répartition très uniforme dans la direction périphérique, des contraintes radiales admissibles, dans un élément de flasque renforcé par un tel empilement de mats. Un mode de construction dit "en sandwich" s'est également avéré intéressant pour l'élément de flasque. Selon une configuration de l'invention, la première zone de coupe axiale longitudinale forme une zone de bordure d'une seconde zone de coupe axiale longitudinale de l'élément de flasque, également réalisée en matière plastique, mais présentant une structure d'armature qui diffère de celle de la première zone de coupe axiale longitudinale. La seconde zone de coupe axiale longitudinale, au moins sur une partie de son étendue radiale, s'étend entre deux premières zones de coupe axiale longitudinale. Conformément à une caractéristique de l'invention, la seconde zone de coupe axiale longitudinale de l'élément de flasque est également renforcée par un empilement de plusieurs mats d'armature superposés sensiblement à plat, et dont chacun comporte du matériau d'armature en forme de fibres ou/et de fils, qui est uniformément réparti à l'intérieur du mat d'armature, et s'étend en étant orienté dans une ou plusieurs directions d'étendue prédéterminées, qui se croisent. Les directions d'étendue du matériau d'armature dans les mats d'armature de la seconde zone de coupe axiale According to the second aspect of the invention, the flange element is made of plastic, which, in a first longitudinal axial cutting zone, is armed with a stack of reinforcing mats substantially superimposed flat and each of which comprises reinforcing material in the form of fibers and / or threads, which, inside the reinforcing mat, is distributed in an approximately uniform manner, and extends in being oriented in a direction of predetermined extent or in several predetermined directions of extent intersecting each other at substantially equal angles, and at least a portion of the reinforcing mats are disposed, relatively to the directions of extent of the reinforcing material, angularly offset around the axis of rotation . Such a substantially disc-shaped flange element can be reinforced very simply by prefabricated reinforcing mats, for example by reinforcing mats also in the form of a disc. According to a characteristic of the invention, the directions of extent intersecting in the reinforcing mats of the first zone of longitudinal axial section, form between them an angle different from 90 ′. The reinforcing mats, or groups of such reinforcing mats, are preferably arranged angularly offset around the axis of rotation, according to a periodic offset model which completes 360, so that it results substantially uniform strength properties in the peripheral direction. Here, it is also possible to use mats having fibers arranged substantially unidirectionally. Again, however, are more particularly well suited, trellis-shaped reinforcing mats, the directions of extent of the fibers of which form an angle other than 90. The reinforcing mats thus have a preferred direction in which they can be stressed very strongly, while transversely to this direction, the stressing capacity is smaller, for example an order of magnitude. This lower loading capacity in this direction is however sufficient to ensure a very uniform distribution in the peripheral direction, of the admissible radial stresses, in a flange element reinforced by such a stack of mats. A so-called "sandwich" construction method has also proved to be advantageous for the flange element. According to a configuration of the invention, the first longitudinal axial cutting zone forms a border zone of a second longitudinal axial cutting zone of the flange element, also made of plastic, but having an armature structure which differs from that of the first longitudinal axial cutting zone. The second longitudinal axial cutting zone, at least over part of its radial extent, extends between two first longitudinal axial cutting zones. According to a characteristic of the invention, the second longitudinal axial cutting zone of the flange element is also reinforced by a stack of several reinforcing mats superimposed substantially flat, and each of which comprises reinforcing material in the form of fibers and / or yarns, which is uniformly distributed inside the reinforcing mat, and extends while being oriented in one or more directions of predetermined extent, which intersect. The directions of extent of the reinforcing material in the reinforcing mats of the second axial cutting zone
longitudinale, se croisent sensiblement à angle droit. longitudinal, intersect substantially at right angles.
Ainsi, la première zone de coupe axiale longitudinale dans laquelle les mats d'armature sont empilés en étant décalés angulairement, forme avantageusement au moins une zone de bordure de l'élément de flasque, mais de préférence toutefois les deux zones de bordure, c'est à dire les deux zones de face latérale. Dans la zone de coupe axiale longitudinale située entre les deux précédentes, il est donc possible de prévoir une matière plastique présentant une structure d'armature différente. Dans certains cas particuliers, il est également possible de renoncer totalement à une armature, dans cette zone. Toutefois, dans ce cas également, il est avantageux de disposer de mats d'armature comportant des fibres d'armature ou des fils s'étendant à la manière d'un treillis croisé. Dans la seconde zone de coupe axiale longitudinale, il est toutefois suffisant que les mats forment un treillis croisé à angle droit ou, soient réalisés en tant que Thus, the first longitudinal axial section zone in which the reinforcing mats are stacked by being angularly offset, advantageously forms at least one border zone of the flange element, but preferably however the two border zones, c ' ie the two side face areas. In the longitudinal axial cutting zone located between the two previous ones, it is therefore possible to provide a plastic material having a different reinforcement structure. In certain specific cases, it is also possible to completely renounce a reinforcement in this area. However, in this case also, it is advantageous to have reinforcing mats comprising reinforcing fibers or wires extending in the manner of a crossed trellis. In the second longitudinal axial cutting zone, it is however sufficient that the mats form a cross-mesh at a right angle or, are made as
mats à fibres embrouillées.mats with tangled fibers.
Le matériau d'armature noyé dans la matière plastique de l'élément d'enveloppe ou/et de l'élément de flasque, lors de la fabrication du rotor, est avantageusement réalisé sous la forme d'un corps d'armature moulé à l'avance, qui n'a plus qu'à être déposé dans le moule de moulage par injection définissant la forme extérieure du rotor. Le corps d'armature de l'élément d'enveloppe peut ici être distinct du corps d'armature de l'élément de flasque, mais se raccorde de préférence d'un seul tenant à ce dernier. Les mats d'armature individuels ou similaires sont ici reliés les uns aux autres par des mesures de fixation mécanique appropriées, en vue de pouvoir déposer sans problème, le corps d'armature dans le moule de moulage par injection. Une matière plastique particulièrement bien adaptée est constituée par une matière plastique susceptible d'être moulée par un procédé de moulage par injection à deux composants, dit The reinforcing material embedded in the plastic material of the casing element and / or of the flange element, during the manufacture of the rotor, is advantageously produced in the form of a reinforcing body molded to the 'advance, which only has to be deposited in the injection molding mold defining the outer shape of the rotor. The reinforcing body of the casing element can here be distinct from the reinforcing body of the flange element, but is preferably connected in one piece to the latter. The individual reinforcement mats or the like are here connected to each other by appropriate mechanical fixing measures, in order to be able to deposit without problem, the reinforcement body in the injection molding mold. A particularly well suited plastic material consists of a plastic material capable of being molded by a two-component injection molding process, known as
procédé de moulage par injection et réaction. injection molding and reaction process.
Un autre aspect de l'invention, qui de manière générale simplifie la fabrication du rotor, notamment son adaptation à différentes applications, prévoit que dans l'élément de flasque est encastré par moulage, une Another aspect of the invention, which generally simplifies the manufacture of the rotor, in particular its adaptation to different applications, provides that in the flange element is embedded by molding, a
pièce de moyeu en métal, notamment de forme annulaire. metal hub part, in particular of annular shape.
La pièce de moyeu présente une surface de raccordement dégagée, axiale ou/et radiale, et forme uniquement un "adaptateur" sur lequel peut être bridé, conformément à l'application considérée, un embout de palier, un arbre, ou un élément analogue. La pièce de moyeu forme avec ses surfaces de raccordement dégagées, uniquement une portée, sur laquelle est centrée et fixée la pièce de liaison. Selon une configuration préférée, la pièce de moyeu comporte, de manière répartie en direction périphérique, au moins un élément d'ancrage noyé dans la matière plastique de l'élément de flasque, et radialement à l'intérieur du cercle d'agencement des organes d'ancrage, dans une surface de raccordement dégagée, plusieurs organes de fixation, notamment plusieurs trous de fixation traversant axialement. La pièce de moyeu s'étend donc globalement, uniquement sur une partie de la hauteur radiale de l'élément de flasque. Il est évident qu'en guise de matériau d'armature, il est possible de mettre en oeuvre tous les matériaux d'armature usuels en forme de fibres ou de fils. Les fibres de verre ou les fibres de carbone sont The hub part has a clear connection surface, axial or / and radial, and only forms an "adapter" on which can be clamped, in accordance with the application considered, a bearing end cap, a shaft, or the like. The hub part forms, with its open connection surfaces, only a bearing surface, on which the connecting part is centered and fixed. According to a preferred configuration, the hub part comprises, in a distributed manner in the peripheral direction, at least one anchoring element embedded in the plastic material of the flange element, and radially inside the circle of arrangement of the members anchor, in a clear connection surface, several fixing members, in particular several fixing holes passing axially. The hub part therefore extends overall, only over part of the radial height of the flange element. It is obvious that, as reinforcement material, it is possible to use all the usual reinforcement materials in the form of fibers or threads. Glass fibers or carbon fibers are
particulièrement bien adaptées.particularly well suited.
L'épaisseur des premières zones de section transversale formant les zones de bordure de l'élément d'enveloppe, et des premières zones de coupe axiale longitudinale formant les zones de bordure de l'élément de flasque, est de préférence comprise entre 1/5 et 1/3 de l'épaisseur totale de la zone en matière plastique respective de l'élément d'enveloppe et de l'élément de flasque. Finalement, l'invention concerne un procédé de fabrication particulièrement adapté au mode de construction précédemment évoqué, d'un rotor d'une machine électrique, mais qui peut également être mis en oeuvre dans le cas de rotor renforcés différemment et devant être fabriqués en matière plastique. Le procédé est caractérisé en ce que a) sur un corps de positionnement pourvu de surfaces de centrage, d'un moule de moulage par injection en plusieurs parties, on amène en appui sur les surfaces de centrage, les aimants permanents, y compris les éventuels moyens de transmission de flux magnétique, b) on met en place le matériau d'armature, et c) on ferme le moule de moulage par injection, et on The thickness of the first cross-sectional areas forming the edge areas of the casing element, and the first longitudinal axial section areas forming the edge areas of the flange element, is preferably between 1/5 and 1/3 of the total thickness of the respective plastic area of the casing member and the flange member. Finally, the invention relates to a manufacturing process particularly suitable for the above-mentioned construction method, of a rotor of an electric machine, but which can also be implemented in the case of a rotor reinforced differently and having to be made of material. plastic. The method is characterized in that a) on a positioning body provided with centering surfaces, with a multi-part injection molding mold, the permanent magnets are brought to bear on the centering surfaces, including any magnetic flux transmission means, b) the reinforcing material is put in place, and c) the injection mold is closed, and
injecte la matière plastique.injects the plastic.
Dans un tel procédé, les aimants permanents, y compris les moyens de transmission de flux magnétique, sont fixés par la matière plastique de l'élément d'enveloppe, injectée autour d'eux. On évite ainsi des problèmes de fixation, tels que ceux apparaissant par exemple dans le cas du collage des aimants permanents et des moyens de transmission de flux magnétique, sur des rotors en matière plastique, préfabriqués. Le procédé de moulage par injection et réaction déjà évoqué est In such a method, the permanent magnets, including the means for transmitting magnetic flux, are fixed by the plastic material of the envelope element, injected around them. This avoids fixing problems, such as those appearing for example in the case of bonding permanent magnets and magnetic flux transmission means, on plastic rotors, prefabricated. The injection molding and reaction process already mentioned is
particulièrement bien adapté.particularly well suited.
Le corps de positionnement formant les surfaces de centrage peut faire partie intégrante d'un The positioning body forming the centering surfaces can be an integral part of a
des corps de moule du moule de moulage par injection. mold bodies of the injection molding mold.
Mais il est plus favorable sur le plan de la technique de fabrication, que dans l'étape a), les aimants permanents et les éventuels moyens de transmission de flux magnétique soient montés préalablement sur un corps de positionnement de forme tubulaire, pouvant être extrait totalement du moule de moulage par injection, et soient insérés, en commun avec le corps de positionnement, dans un premier corps de moule de plusieurs corps de moule du moule de moulage par injection. Les aimants permanents et les moyens de transmission de flux magnétique peuvent ainsi être montés préalablement à l'extérieur de la machine de moulage par injection, et être insérés en tant que But it is more favorable from the manufacturing technique point of view, that in step a), the permanent magnets and the possible magnetic flux transmission means are mounted beforehand on a positioning body of tubular shape, which can be completely removed. of the injection molding mold, and are inserted, together with the positioning body, into a first mold body of several mold bodies of the injection molding mold. The permanent magnets and the magnetic flux transmission means can thus be mounted beforehand on the outside of the injection molding machine, and be inserted as
module dans le moule de moulage par injection. module in the injection molding mold.
Avantageusement, le corps de positionnement est constitué au moins partiellement, en un matériau magnétiquement conducteur, par exemple de l'acier doux, de sorte que les aimants permanents, et pour une configuration appropriée des coins de transmission de flux, ceux-ci également sont fixés sur le corps de positionnement, par les forces magnétiques des aimants permanents. Un autre avantage réside dans le fait que la surface de centrage directe du corps de positionnement est réalisée en un matériau magnétiquement non conducteur, de préférence un acier du type V4A, pour d'une part réduire les forces d'adhérence magnétique, et d'autre part ne pas endommager les aimants permanents lors du démoulage, en raison de forces d'adhérence magnétique élevées. Dans la mesure o les aimants permanents sont montés sous forme d'ébauches non magnétisées, qui ne sont magnétisées qu'après avoir été enveloppées par la matière plastique, les corps magnétiques et les moyens de transmission de flux magnétique peuvent également être fixés différemment, par exemple par des bandages annulaires ou éléments Advantageously, the positioning body is made at least partially, of a magnetically conductive material, for example mild steel, so that the permanent magnets, and for an appropriate configuration of the flux transmission corners, these also are fixed to the positioning body, by the magnetic forces of the permanent magnets. Another advantage lies in the fact that the direct centering surface of the positioning body is made of a magnetically non-conductive material, preferably a steel of the V4A type, on the one hand to reduce the forces of magnetic adhesion, and of on the other hand, do not damage the permanent magnets during demolding, due to high magnetic adhesion forces. Insofar as the permanent magnets are mounted in the form of non-magnetized blanks, which are only magnetized after being enveloped by the plastic, the magnetic bodies and the means for transmitting magnetic flux can also be fixed differently, by example with annular bandages or elements
analogues, montés en supplément dans le moule. analogues, additionally mounted in the mold.
Selon une configuration particulièrement avantageuse, à partir du matériau d'armature en forme de fibres ou/et de fils, on moule à l'avance un ensemble de corps d'armature, qui comprend au moins un corps d'armature de forme annulaire, qui est positionné relativement par rapport au corps de positionnement au cours de l'étape b). Le corps de positionnement pourvu des aimants permanents peut être inséré, en commun avec l'ensemble de corps d'armature, dans le moule de moulage par injection; avantageusement, l'ensemble de corps d'armature est toutefois inséré, relativement au corps de positionnement, seulement après que le corps de positionnement ait été inséré dans le premier corps de According to a particularly advantageous configuration, from the reinforcing material in the form of fibers and / or threads, an assembly of reinforcing bodies is molded in advance, which comprises at least one reinforcing body of annular shape, which is positioned relatively relative to the positioning body during step b). The positioning body provided with permanent magnets can be inserted, in common with the armature body assembly, in the injection molding mold; advantageously, the armature body assembly is however inserted, relative to the positioning body, only after the positioning body has been inserted into the first body.
moule, dans le moule de moulage par injection. mold, in the injection molding mold.
L'ensemble de corps d'armature peut être constitué d'un seul corps d'armature de forme annulaire, qui comprend aussi bien le matériau d'armature à intégrer dans l'élément d'enveloppe, que le matériau d'armature à intégrer dans l'élément de flasque; les matériaux d'armature pour l'élément d'enveloppe et pour l'élément de flasque peuvent toutefois également être moulés au préalable en corps d'armature distincts, de forme annulaire. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une coupe axiale longitudinale d'un rotor extérieur destiné à une machine électrique, au cours de sa fabrication; Fig. 2 une vue de détail d'un élément d'enveloppe du rotor extérieur, selon la flèche II de la figure 1; Fig. 3 une vue de détail d'un élément de flasque du rotor extérieur, selon la flèche III de la figure 1; Fig. 4 une vue de face d'un mat d'armature utilisé pour la fabrication de l'élément de flasque; Fig. 5 une vue de face d'une pièce de moyeu encastrée par moulage dans l'élément de flasque; et Fig. 6 une coupe axiale longitudinale de la pièce de The reinforcement body assembly may consist of a single annular reinforcement body, which includes both the reinforcement material to be integrated into the envelope element, and the reinforcement material to integrate in the flange element; the reinforcing materials for the casing element and for the flange element can however also be molded beforehand into separate reinforcing bodies, of annular shape. In the following, the invention will be explained in more detail with regard to the appended drawings, which show: FIG. 1 a longitudinal axial section of an external rotor intended for an electric machine, during its manufacture; Fig. 2 a detail view of an outer rotor envelope element, according to arrow II in FIG. 1; Fig. 3 a detailed view of a flange element of the outer rotor, according to arrow III in FIG. 1; Fig. 4 a front view of a reinforcing mat used for the manufacture of the flange element; Fig. 5 a front view of a hub part embedded by molding in the flange element; and Fig. 6 a longitudinal axial section of the workpiece
moyeu, selon la ligne VI-VI de la figure 5. hub, along line VI-VI of Figure 5.
La figure 1 montre un rotor extérieur 1 destiné à une machine électrique, par exemple un moteur électrique ou un générateur électrique, au cours d'une phase de son processus de fabrication, avant le démoulage d'un moule de moulage par injection 3 utilisé pour sa fabrication. Le rotor extérieur 1 est du type à aimants permanents, tel qu'il est par exemple décrit, quant à son principe, dans le document DE- A-38 06 760, et comprend un élément d'enveloppe 7 tubulaire cylindrique, qui est concentrique à un axe de rotation 5 du rotor extérieur 1, et qui, dans la zone de l'une de ses deux extrémités axiales, se raccorde d'un seul tenant à un élément de flasque 9 sensiblement en forme de disque et s'étendant radialement vers l'intérieur, en FIG. 1 shows an external rotor 1 intended for an electric machine, for example an electric motor or an electric generator, during a phase of its manufacturing process, before the demolding of an injection molding mold 3 used for its manufacture. The outer rotor 1 is of the permanent magnet type, as it is for example described, in principle, in document DE-A-38 06 760, and comprises a cylindrical tubular casing element 7, which is concentric to an axis of rotation 5 of the outer rotor 1, which, in the region of one of its two axial ends, is connected in one piece to a flange element 9 substantially in the form of a disc and extending radially inward, in
direction de l'axe de rotation 5.direction of the axis of rotation 5.
Dans la machine électrique non représentée plus en détail, au rotor extérieur 1 est associé un stator, par rapport auquel le rotor extérieur 1 peut tourner autour de l'axe de rotation 5. Le stator s'engage dans l'espace intérieur enserré par l'élément d'enveloppe 7, et possède à sa périphérie extérieure, un grand nombre de pôles pourvus d'enroulements et se succédant dans la direction périphérique. En regard des pôles sont agencés, à faible distance radiale, des aimants permanents 11 du rotor extérieur 1, qui se succèdent avec des polarités alternées, dans la direction périphérique de l'élément d'enveloppe 7. Les aimants permanents présentent une forme de barreau, et s'étendent sensiblement de manière parallèle à l'axe de rotation 5. Dans la direction périphérique, ils sont séparés par des coins de transmission de flux 13 en un matériau magnétiquement conducteur, qui définissent pour les aimants permanents respectifs voisins en direction périphérique, une face polaire 15 commune sur la surface périphérique intérieure de l'élément d'enveloppe 7, tel que cela est décrit, par exemple, également dans le In the electric machine not shown in more detail, the external rotor 1 is associated with a stator, with respect to which the external rotor 1 can rotate around the axis of rotation 5. The stator engages in the internal space enclosed by the 'envelope element 7, and has at its outer periphery, a large number of poles provided with windings and succeeding in the peripheral direction. Opposite the poles are arranged, at a short radial distance, permanent magnets 11 of the outer rotor 1, which follow one another with alternating polarities, in the peripheral direction of the casing element 7. The permanent magnets have a bar shape , and extend substantially parallel to the axis of rotation 5. In the peripheral direction, they are separated by flux transmission corners 13 made of a magnetically conductive material, which define for the respective permanent magnets neighboring in the peripheral direction , a common pole face 15 on the inner peripheral surface of the casing element 7, as described, for example, also in the
document DE-A-38 06 760.document DE-A-38 06 760.
Pour la fixation du rotor extérieur 1 à un embout de palier ou à un flasque, ou encore à un arbre de la machine électrique, non représentés plus en détail, l'élément de flasque 9 est relié de manière fixe, dans sa zone radialement intérieure, à une pièce de moyeu 17 en forme de disque annulaire, qui s'étend uniquement sur une partie de la hauteur radiale de l'élément de flasque 9, et qui est encastrée par moulage par injection, dans la matière plastique du rotor extérieur 1, de manière similaire aux aimants permanents For fixing the outer rotor 1 to a bearing end-piece or to a flange, or even to a shaft of the electric machine, not shown in more detail, the flange element 9 is fixedly connected, in its radially inner zone. , to a hub part 17 in the form of an annular disc, which extends only over a part of the radial height of the flange element 9, and which is embedded by injection molding, in the plastic of the outer rotor 1 , similar to permanent magnets
11 et aux coins de transmission de flux 13. 11 and at the transmission corners 13.
Aussi bien l'élément d'enveloppe 7, que l'élément de flasque 9, sont renforcés par du matériau d'armature en forme de fibres ou/et de fils, par exemple sous la forme de fibres de verre ou notamment de fibres de carbone. Les figures 2 à 4 montrent des détails de cette armature. Les armatures sont d'une conception en "sandwich", et présentent dans les zones de bordure des parties en matière plastique, une structure d'armature qui diffère de celle de la zone centrale. Cela permet d'obtenir une résistance plus élevée, et ainsi des vitesses de rotation d'éclatement également plus Both the casing element 7 and the flange element 9 are reinforced with reinforcing material in the form of fibers and / or threads, for example in the form of glass fibers or in particular of carbon. Figures 2 to 4 show details of this frame. The frames are of a "sandwich" design, and have in the border areas of the plastic parts, a frame structure which differs from that of the central area. This achieves higher strength, and thus also higher burst rotational speeds.
élevées.high.
La figure 2 montre la structure d'armature de l'élément d'enveloppe 7. Dans une zone de bordure extérieure 19, ainsi que dans une première zone de bordure intérieure 21 entourant les aimants 11 et les coins de transmission de flux 13, tout comme dans une seconde zone de bordure intérieure 23 se raccordant axialement aux faces polaires 15 des aimants 11 et des coins de transmission de flux 13, les fibres d'armature s'étendent parallèlement les unes aux autres, exclusivement sensiblement dans la direction périphérique. Entre la zone de bordure extérieure 19 et les zones de bordure intérieures 21, 23, s'étend une zone centrale 25, qui enserre les aimants permanents 11 et les coins de transmission de flux 13, à leurs extrémités frontales axiales 27, 29 (figure 2), en les fixant par complémentarité de forme, aussi bien axialement que radialement. Dans la zone centrale 25, les fibres d'armature s'étendent de manière croisée, sous un angle de 100 à 20 par rapport à la direction périphérique. La structure d'armature de l'élément d'enveloppe 7 peut être fabriquée par un enroulement piloté des fibres d'armature, l'enroulement s'effectuant sensiblement dans la direction périphérique dans les zones de bordure 19 à 23, tandis que dans la zone centrale 25 est réalisé un enroulement croisé présentant un angle d'obliquité par rapport à la direction périphérique, alternativement positif et négatif, couche après couche. Au moins la zone centrale peut toutefois également être réalisée par la mise en place d'un mat d'armature en treillis, dans lequel les fils de treillis s'étendent de manière à former entre- eux un angle différent de 90 . Dans ce cas également, le mat d'armature est mis en place de façon à ce que les fibres d'armature forment un angle de 10 à 20 par rapport à la direction périphérique. Les mats d'armature peuvent être mis en place sous forme de couches individuelles, en présentant des joints décalés les uns par apport aux autres dans la direction périphérique; mais le mat d'armature est avantageusement réalisé sous forme de bande, qui est enroulée selon le nombre de couches souhaitées. Il est également possible d'envisager que dans la zone centrale 25, les fibres d'armature soient FIG. 2 shows the reinforcement structure of the envelope element 7. In an external border zone 19, as well as in a first internal border zone 21 surrounding the magnets 11 and the flux transmission corners 13, all as in a second inner border zone 23 which is connected axially to the pole faces 15 of the magnets 11 and of the flux transmission corners 13, the reinforcing fibers extend parallel to each other, exclusively substantially in the peripheral direction. Between the outer border zone 19 and the internal border zones 21, 23, extends a central zone 25, which encloses the permanent magnets 11 and the flux transmission corners 13, at their axial front ends 27, 29 (FIG. 2), by fixing them by form complementarity, both axially and radially. In the central zone 25, the reinforcing fibers extend crosswise, at an angle of 100 to 20 relative to the peripheral direction. The reinforcement structure of the envelope element 7 can be produced by a controlled winding of the reinforcement fibers, the winding taking place substantially in the peripheral direction in the border zones 19 to 23, while in the central zone 25 is produced a crossed winding having an oblique angle with respect to the peripheral direction, alternately positive and negative, layer after layer. At least the central zone can however also be produced by the installation of a lattice reinforcement mat, in which the lattice wires extend so as to form an angle other than 90 between them. In this case also, the reinforcing mat is placed so that the reinforcing fibers form an angle of 10 to 20 relative to the peripheral direction. The reinforcing mats can be put in place in the form of individual layers, with joints offset relative to one another in the peripheral direction; but the reinforcing mat is advantageously produced in the form of a strip, which is wound according to the number of layers desired. It is also possible to envisage that in the central zone 25, the reinforcing fibers are
totalement embrouillées.totally tangled.
Tandis que les zones de bordure 19 à 23 en premier lieu peuvent absorber des contraintes périphériques les plus élevées, la zone centrale 25 peut également absorber des contraintes d'orientation axiale, et augmente ainsi la résistance à la flexion de l'élément d'enveloppe 7 maintenu en porte-à-faux sur While the border zones 19 to 23 in the first place can absorb the highest peripheral stresses, the central zone 25 can also absorb the stresses of axial orientation, and thus increases the flexural strength of the envelope element 7 kept cantilevered over
l'élément de flasque 9.the flange element 9.
Les épaisseurs radiales des zones de bordure 19 et 21 sont comprises entre environ 1/5 et 1/3 de l'épaisseur totale de l'élément d'enveloppe 7, dans la zone radialement directement au-dessus des aimants The radial thicknesses of the border zones 19 and 21 are between approximately 1/5 and 1/3 of the total thickness of the envelope element 7, in the zone radially directly above the magnets
permanents 11 et des coins de transmission de flux 13. permanent 11 and flow transmission corners 13.
L'épaisseur radiale des zones de bordure 19 et 23 dans la zone du raccordement à l'élément de flasque 9, est de la même manière comprise entre environ 1/5 et 1/3 de The radial thickness of the border regions 19 and 23 in the region of the connection to the flange element 9 is likewise between approximately 1/5 and 1/3 of
l'épaisseur totale.the total thickness.
Comme le laisse entrevoir le détail de la figure 3, l'élément de flasque 9 est renforcé par un empilement de mat d'armature en treillis en forme de disque circulaire. Dans les zones de bordure de l'élément de flasque 9, sont prévus des mats d'armature 33 conformes à la figure 4, dans lesquels les groupes de fibres d'armature s'étendant parallèlement à l'intérieur du mat d'armature, se croisent en formant entre-eux un angle inférieur à 90'. L'angle de croisement aigu 35 As the detail in FIG. 3 suggests, the flange element 9 is reinforced by a stack of lattice reinforcement mat in the form of a circular disc. In the border areas of the flange element 9, reinforcing mats 33 are provided, in accordance with FIG. 4, in which the groups of reinforcing fibers extending parallel to the interior of the reinforcing mat, intersect, forming an angle less than 90 'between them. The acute crossing angle 35
représenté sur la figure 4, se situe entre 20* et 40'. shown in Figure 4, is between 20 * and 40 '.
Les mats d'armature 33 des zones de bordure 31 présentent donc une direction privilégiée 37 de grande résistance à la traction, s'étendant dans la direction de la bissectrice de l'angle de croisement aigu 35, tandis que la direction 39 s'étendant dans la direction de la bissectrice de l'angle de croisement obtus, présente une résistance moindre à la traction. Dans la plage angulaire indiquée, la résistance aux contraintes dans la direction 37 est donc à nouveau plus grande d'un ordre de grandeur, par exemple dix fois, que dans la The reinforcing mats 33 of the border zones 31 therefore have a preferred direction 37 of high tensile strength, extending in the direction of the bisector of the acute crossing angle 35, while the direction 39 extending in the direction of the obtuse crossing angle bisector, has a lower tensile strength. In the angular range indicated, the stress resistance in direction 37 is therefore once again greater by an order of magnitude, for example ten times, than in the
direction 39.direction 39.
Pour obtenir une répartition uniforme en direction périphérique, de la capacité de sollicitation en traction de l'élément de flasque 9, dans les zones de bordure 31, les mats d'armature en treillis 33 sont agencés en étant décalés angulairement les uns par rapport aux autres, de manièrepériodique, de façon à ce qu'il en résulte un modèle de décalage se complétant à 3600. Les zones de bordure 31 comportent donc, par exemple, au moins trois mats d'armature 33 décalés de les uns par rapport aux autres. Lorsque le nombre de mats d'armature 33 insérés dans les zones de bordure To obtain a uniform distribution in the peripheral direction, of the tensile stress capacity of the flange element 9, in the border areas 31, the lattice reinforcement mats 33 are arranged by being angularly offset with respect to the others, periodically, so that this results in an offset model complementing 3600. The border zones 31 therefore comprise, for example, at least three reinforcing mats 33 offset from each other . When the number of reinforcing mats 33 inserted in the border areas
31 augmente, l'angle de décalage diminue. 31 increases, the offset angle decreases.
L'élément de flasque 9 présente également une zone centrale 41 enserrée en sandwich entre les zones de bordure 31. La zone centrale 41 peut, si cela est souhaité, être de même configuration que les zones de bordure 31; mais elle peut également être totalement sans armature, ou être renforcée par des fibres artificielles relativement courtes ou analogues. Il s'est avéré intéressant de renforcer également la zone centrale 41, à l'aide d'un empilement de mats d'armature en treillis, les fibres d'armature se croisant toutefois à angle droit dans cette zone. Dans ce cas également, les mats d'armature peuvent, quant à la direction de leurs fibres, être mis en place de manière angulairement décalée les uns par rapport aux autres, ou de manière The flange element 9 also has a central zone 41 sandwiched between the border zones 31. The central zone 41 can, if desired, be of the same configuration as the border zones 31; but it can also be totally without reinforcement, or be reinforced by relatively short artificial fibers or the like. It has also been found advantageous to reinforce the central zone 41, by means of a stack of lattice reinforcing mats, the reinforcing fibers however crossing at right angles in this zone. In this case also, the reinforcing mats can, as for the direction of their fibers, be placed in an angularly offset relation to each other, or so
générale être constitués de fibres embrouillées. general be made up of tangled fibers.
L'épaisseur axiale des zones de bordure 31 est, de manière similaire à l'élément d'enveloppe 7, également comprise entre 1/5 et 1/3 de l'épaisseur The axial thickness of the border zones 31 is, similarly to the envelope element 7, also between 1/5 and 1/3 of the thickness
axiale totale de l'élément de flasque 9. total axial of the flange element 9.
Les figures 5 et 6 montrent des détails de la pièce de moyeu 47. Dans l'exemple de réalisation représenté, elle présente une forme de disque circulaire, et présente un corps de base annulaire 43 de plus forte épaisseur, dont l'épaisseur correspond sensiblement à l'épaisseur de l'élément de flasque 9. Du corps de base 43 fait saillie radialement vers l'extérieur, un flasque d'ancrage 45, axialement plus mince, qui dans la direction périphérique, est pourvu d'un grand nombre d'ouvertures d'ancrage 47 décalées les unes par rapport aux autres. Alors que le flasque d'ancrage 45 est traversé par la matière plastique de l'élément de flasque 9, et est au moins partiellement Figures 5 and 6 show details of the hub part 47. In the embodiment shown, it has the shape of a circular disc, and has an annular base body 43 of greater thickness, the thickness of which corresponds substantially at the thickness of the flange element 9. From the base body 43 projects radially outward, an anchoring flange 45, axially thinner, which in the peripheral direction, is provided with a large number of 'anchor openings 47 offset from each other. While the anchoring flange 45 is crossed by the plastic of the flange element 9, and is at least partially
noyé dans celui-ci, le corps de base 43 est situé en- embedded in it, the base body 43 is located
dehors de la zone en matière plastique. Le corps de base 43 forme ainsi des surfaces axiales 49 dégagées, et des surfaces de portée radiales 51, dégagées, de forme annulaire, qui peuvent être mises à profit pour le centrage et la fixation d'organes de liaison non représentés plus en détail, tels que par exemple, des embouts de palier, des parties de flasque ou éléments analogues, suivant le cas d'utilisation considéré. Des ouvertures de fixation pour la fixation de ces composants de liaison, sont prévues radialement & l'intérieur du flasque d'ancrage 45, en 53. Par ailleurs, il est également possible d'envisager d'insérer un arbre fini ou un insert de palier ou élément analogue, directement sous la forme d'un insert complet. La figure 1 montre par ailleurs, des détails du moule de moulage par injection 3 utilisé pour la fabrication du rotor extérieur 1. Ce moule comprend deux corps de moule 55, 57 complémentaires, délimitant une cavité qui définit la forme extérieure du rotor extérieur 1, l'un de ces corps de moule, ici le corps de moule 55, comportant des surfaces de guidage 59 pour le positionnement centré et axial d'un corps de positionnement 61 de forme tubulaire. Le corps de positionnement 61 est réalisé en acier doux, de manière générale en un matériau magnétiquement conducteur, et porte sur sa surface extérieure, une couche 63 en un matériau magnétiquement non conducteur, par exemple de outside the plastic area. The base body 43 thus forms unobstructed axial surfaces 49, and unobstructed radial bearing surfaces 51, of annular shape, which can be used for centering and fixing connecting members not shown in more detail, such as for example, bearing end caps, flange parts or the like, depending on the use case considered. Fixing openings for fixing these connecting components are provided radially inside the anchoring flange 45, at 53. Furthermore, it is also possible to consider inserting a finished shaft or a bearing or the like, directly in the form of a complete insert. FIG. 1 also shows details of the injection molding mold 3 used for manufacturing the external rotor 1. This mold comprises two complementary mold bodies 55, 57, delimiting a cavity which defines the external shape of the external rotor 1, one of these mold bodies, here the mold body 55, comprising guide surfaces 59 for the centered and axial positioning of a positioning body 61 of tubular shape. The positioning body 61 is made of mild steel, generally of a magnetically conductive material, and carries on its outer surface, a layer 63 of a magnetically non-conductive material, for example of
l'acier inoxydable.stainless steel.
Pour la fabrication du rotor extérieur 1, les aimants 11 et les coins de transmission de flux 13 sont montés et positionnés sur le corps de positionnement 61 ayant été extrait hors du moule de moulage par injection 3, dans un gabarit distinct du moule de moulage par injection 3, non représenté. Les forces de maintien radiales sont ici produites par les forces magnétiques des aimants permanents 11. La couche 63 magnétiquement non conductrice, prévue entre les aimants permanents 11 et le corps de positionnement 63 magnétiquement conducteur, limite les forces de maintien des aimants permanents relativement puissants, à une valeur facilitant le démoulage du rotor extérieur 1 achevé, For the manufacture of the outer rotor 1, the magnets 11 and the flux transmission corners 13 are mounted and positioned on the positioning body 61 having been extracted from the injection molding mold 3, in a template separate from the injection molding mold. injection 3, not shown. The radial holding forces are here produced by the magnetic forces of the permanent magnets 11. The magnetically non-conductive layer 63, provided between the permanent magnets 11 and the magnetically conductive positioning body 63, limits the holding forces of the relatively strong permanent magnets, at a value facilitating the demolding of the completed outer rotor 1,
hors du moule de moulage par injection 3. out of the injection molding mold 3.
Après l'insertion du corps de positionnement 61 muni des aimants permanents 11 et des corps de transmission de flux 13, dans le corps de moule 55, on met en place les structures d'armature précédemment After the insertion of the positioning body 61 provided with the permanent magnets 11 and the flux transmission bodies 13, in the mold body 55, the reinforcement structures are put in place previously.
évoquées, ainsi que la pièce de moyeu 17. mentioned, as well as the hub part 17.
Il est naturellement également possible d'envisager, le cas échéant, de mettre en place, au moins partiellement, les structures d'armature, également avant l'insertion du corps de positionnement 61 équipé, dans le corps de moule 55, ce qui peut être avantageux, notamment dans le cas de structures d'armature devant être enroulées in situ. De préférence, les structures d'armature sont toutefois préfabriquées en au moins un corps d'armature annulaire, fermé, qui est suffisamment durci pour être mis en place ou être It is naturally also possible to envisage, if necessary, to put in place, at least partially, the reinforcement structures, also before the insertion of the positioning body 61 fitted, into the mold body 55, which can be advantageous, especially in the case of reinforcement structures to be wound in situ. Preferably, the reinforcement structures are however prefabricated in at least one annular, closed reinforcement body, which is sufficiently hardened to be put in place or be
déposé axialement, en une seule opération de travail. deposited axially, in a single working operation.
Après la mise en place de l'armature, et l'insertion de la pièce de moyeu 17, le second corps de moule 57 est rapporté, et le moule de moulage par injection est fermé. Par l'intermédiaire de canaux d'injection non représentés, on injecte, selon le procédé de moulage par injection par réaction, une matière plastique à deux composants, qui traverse la matrice des fibres d'armature et remplit la cavité du moule. Les aimants permanents 11 et les coins de transmission de flux 13, sont enserrés par moulage, y compris sur leurs contre- dépouilles, exception faite de leurs faces polaires 15 dégagées. Les matériaux adaptés au moulage par injection par réaction, sont connus. Sont par exemple adaptés des matériaux du type polyamides à base de capro-lactame. Après durcissement de la matière plastique, les corps de moule 55, 57 sont séparés, et le After the fitting of the frame, and the insertion of the hub part 17, the second mold body 57 is attached, and the injection molding mold is closed. Via injection channels, not shown, a two-component plastic material is injected, using the reaction injection molding method, which passes through the matrix of reinforcing fibers and fills the mold cavity. The permanent magnets 11 and the flux transmission corners 13 are clamped by molding, including on their undercuts, with the exception of their exposed polar faces 15. Materials suitable for reaction injection molding are known. For example, materials of the polyamide type based on capro-lactam are suitable. After the plastic material has hardened, the mold bodies 55, 57 are separated, and the
rotor 1 est extrait.rotor 1 is extracted.
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