FR2573259A1

FR2573259A1 - Cales d'encoche avec couche resistant a l'abrasion pour machine dynamo-electrique

Info

Publication number: FR2573259A1
Application number: FR8516869A
Authority: FR
Inventors: John Charles Rieber; Jeffrey David Sheaffer; Russel Earle Walthers
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1984-11-14
Filing date: 1985-11-14
Publication date: 1986-05-16
Anticipated expiration: 2005-11-14
Also published as: ES296235U; JPS62500837A; GB2180998B; CH675038A5; IT8522830A0; KR900008747B1; US4607183A; GB8616807D0; DE3590574C2; GB2180998A; KR870700477A; DE3590574T; ES296235Y; FR2573259B1; IT1186071B; WO1986003070A1

Abstract

CALE D'ENCOCHE DE STATOR PERFECTIONNEE COMPORTANT UNE COUCHE RESISTANT A L'ABRASION POUR EVITER L'USURE PROVENANT DE LA MISE EN PLACE. ELLE COMPREND UNE CALE EN QUEUE D'ARONDE COMPORTANT UNE COUCHE D'ENCASTREMENT SUR LES SURFACES DE LA CALE VENANT EN CONTACT AVEC LES SURFACES DES TOLES DANS LES ENCOCHES EN QUEUE D'ARONDE DU STATOR. APPLICATION AUX MACHINES DYNAMOELECTRIQUES.

Description

La présente invention concerne les machines dyna-

moélectriques et, plus particulièrement, les cales pour en-

coches en queue d'aronde destinées à fixer les conducteurs à l'intérieur des encoches d'une structure de noyau magnétique feuilleté.

Dans les machines dynamoélectriques et, en parti-

culier dans les stators des grandes machines dynamoélectri-

ques, il est classique de construire une masse magnétique

annulaire en empilant des tôles minces de matériau magnéti-

que sur des clavettes. Les tôles comportent classiquement des ouvertures en forme d'encoche qui sont alignées pendant le processus d'empilage avec les ouvertures correspondantes de toutes les autres tôles de manière à former un ensemble d'encoches parallèles dans la surface intérieure de la masse magnétique annulaire. On place un ou plusieurs conducteurs dans chaque encoche pour recevoir l'électricité créée pour recevoir l'électricité créée si la machine dynamoélectrique est un générateur, ou pour recevoir le courant électrique

d'entraînement si la machine dynamoélectrique est un moteur.

Les conducteurs dans les encoches d'une machine dynamoélec-

trique de grandes dimensions transportent des courants éle-

vés et sont soumis à des champs magnétiques importants. Par conséquent ils subissent des forces très élevées qui ont tendance à les déplacer à l'intérieur des encoches. Si on ne prend pas des mesures pour empêcher l'apparition de ceci, -2 les forces agissant sur les conducteurs sont suffisantes

pour déplacer ces derniers dans les encoches et pour endom-

mager, ou détruire, le stator.

De manière à fixer fermement les conducteurs dans les encoches, il est classique de prévoir des parties en queue d'aronde dans les encoches des tôles. Les encoches en

queue d'aronde sont constituées de telle manière que, lors-

que les cales ayant une forme en queue d'aronde correspon-

dante sont placées dans les encoches, les conducteurs sont fermement maintenus en place. Ces cales étaient à l'origine

fabriquées en bois dur et étaient enfoncées dans les enco-

ches en queue d'aronde au-dessus des conducteurs. Plus ré-

cemment, on a fabriqué des cales en résine phénolique ren-

forcée au coton. Pour une durée de vie prévue de 40 ans dans le cas d'une machine dynamoélectrique de grandes dimensions, ces cales peuvent rétrécir suffisamment pour permettre un relâchement de la contrainte appliquée sur les conducteurs

entraînant ainsi le développement de vibrations de ces der-

niers et par là la nécessité de remplacer les cales.

La technologie courante utilise des cales en queue d'aronde renforcées à la fibre de verre dans une résine

thermodurcissable. Ces systèmes résine-fibre de verre four-

nissent une stabilité dimensionnelle pour le long terme suf-

fisante pour éviter le rétrécissement et présentent une bon-

ne résistance aux températures susceptibles d'être expéri-

mentées lors d'utilisation normale ou en cas de surcharge.

L'utilisation de fibres de verre comme matériau de renforce-

ment comporte d'autres problèmes qui ne se présentent pas

lorsque l'on utilise des cales en résine phénolique renfor-

cée au coton ou en bois dur.

Les fibres de verre sont abrasives. Pendant l'uti-

lisation, les forces magnétiques importantes créées par le rotor d'une machine dynamoélectrique de grandes dimensions sont suffisantes pour déformer la section droite du stator

d'une forme circulaire en une forme légèrement elliptique.

-3- L'axe principal de la distorsion elliptique tourne avec les pôles magnétiques du rotor à une vitesse de, par exemple, 3.600 t/min. Les encoches du stator sont alors cycliquement

élargies et rétrécies d'une très faible quantité à une fré-

quence de 120 Hz à mesure que le maxima et le minima de la distorsion elliptique les traverse deux fois par révolution

du rotor.

Le déplacement de la surface d'assemblage des en-

coches en queue d'aronde par rapport aux cales en queue d'aronde réalisé lors de l'utilisation par l'élargissement

et le rétrécissement cycliques des encoches en queue d'aron-

de comporte une composante de frottement qui peut enlever le

revêtement de surface de la résine révélant ainsi le renfor-

cement de fibres de verre se trouvant en dessous. Une fois

que l'on est en contact avec les fibres de verre, un frotte-

ment ultérieur des fibres de verre abrasives contre les bords des tôles peut abrader les bords des tôles et former une poudre électriquement et magnétiquement conductrice qui, si elle peut se répandre dans la machine dynamoélectrique, peut provoquer une panne électrique. De plus, l'enlèvement de matériau dû à l'abrasion mutuelle entre les surfaces d'accouplement des encoches et des cales en queue d'aronde

peut éventuellement diminuer les forces de contrainte appli-

quées au conducteur par les cales et, dans un cas extrême,

peut permettre le déplacement des conducteurs dans les enco-

ches avec les mêmes résultats non souhaités que ceux qui

peuvent provenir du rétrécissement des cales des types pré-

cédents. On forme de manière classique les encoches pour

les conducteurs dans les tôles par une opération de poinçon-

nage y compris pour leurs parties en queue d'aronde. Après poinçonnage, on enduit les tôles d'une couche d'isolation en laque inorganique classique pour empêcher les courants de Foucault de circuler entre des tôles adjacentes. Lorsque les

tôles sont empilées pour former un noyau de stator, des to-

-4- lérances de fabrication lors de l'usinage et de l'empilement des tôles permettent aux bords de certaines d'entre elles de faire saillie dans les encoches en queue d'aronde un peu

plus loin que les autres. Ces saillies peuvent être de l'or-

dre par exemple d'environ 0,25 mm. Dans un procédé d'instal- lation, des cales rigides ont été enfoncées sur toute leur longueur dans les encoches. Les bords faisant saillie des tôles sont relativement fragiles et peuvent se plier si des cales rigides sont enfoncées dans les encoches en queue d'aronde. L'isolation sur les bords des t6les déformées peut être éraflée ou écaillée. Une telle courbure des bords des tôles et l'enlèvement de l'isolation à cet endroit, peuvent

détruire l'isolation entre les différentes tôles et permet-

tre aux courants de Foucault de circuler avec pour consé-

quence un échauffement et une diminution du rendement. Les cales de l'art antérieur avaient une élasticité suffisante et suffisamment de propriétés lubrifiantes pour pratiquement

éviter ou diminuer les dégâts pendant l'enfoncement des ca-

les en queue d'aronde.

L'utilisation de cales comportant un renforcement en fibre de verre, s'il est souhaitable du point de vue de la stabilité dimensionnelle à long terme et de la résistance à la chaleur complique le problème de la mise en place de ces dernières. Les cales renforcées par de la fibre de verre sont plus dures et manquent de propriétés lubrifiantes des cales de l'art antérieur. Ainsi, l'opération d'enfoncement est plus susceptible d'endommager les bords des tôles et

d'affecter l'isolation inter-tôles.

L'opération d'enfoncement présente aussi un effet

contraire sur la cale renforcée par de la fibre de verre.

Pendant l'opération d'enfoncement de la cale, la couche de surface de résine recouvrant originellement les fibres de verre peut être érafflée sur les bords de la cale par les bords faisant saillie des tôles et exposer ainsi les fibres de verre abrasives. Les fibres de verre exposées, en plus d'être capables d'enlever l'isolation des tales pendant la durée restante de l'opération d'enfoncement, peuvent aussi

réaliser une abrasion par leur exposition pendant l'utilisa-

tion de la machine dynamoélectrique comme décrit ci-dessus.

Une technique pour diminuer les problèmes inhé- rents à l'opération d'enfoncement des cales est décrite dans

le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 200 818, dans le-

quel une couche de fibres en polyamide aromatique dans une résine thermodurcissable est liée à celles des surfaces d'une cale renforcée par de la fibre de verre qui peuvent

venir en contact avec les tôles. La couche en fibres de po-

lyamide fournit une élasticité et des propriétés lubrifian-

tes de la surface semblables à celles fournies par les cales en bois dur diminuant ainsi la possibilité d'enlèvement de l'isolation pendant l'opération d'enfoncement des cales. Ce

brevet concerne seulement l'opération d'enfoncement des ca-

les et ne cherche pas à résoudre le problème de l'abrasion

pendant le fonctionnement de ia machine dynamoélectrique.

L'utilisation d'une couche renforcée par une fibre

polyamide sur une cale en queue d'aronde n'est pas recomman-

dée excepté lorsque c'est absolument nécessaire. L'une des fibres en polyamide aromatique, décrite dans le brevet de référence ci-dessus et recommandée par ce dernier, est d'un type qui est si résistant à la découpe qu'on l'utilise, par exemple, dans la fabrication des vêtements à l'épreuve des balles. Cette propriété particulière rend très difficile et très coûteuse la coupe de ce matériau aux tailles et aux

formes souhaitées pour revêtir une cale en queue d'aronde.

De plus, ce matériau est beaucoup plus coûteux que d'autres matériaux plus classiques, et ce rapport de coût n'apparaît

pas susceptible d'être modifié dans un futur proche.

Une approche différente au problème de l'insertion

des cales en queue d'aronde selon un mode de réalisation re-

commandé de l'invention élimine l'opération d'enfoncement des cales empêchant par là de se soucier de la courbure des 6 - tôles pendant ladite opération. Dans cette approche, chacune des cales en queue d'aronde comporte une surface inférieure évasée. La cale en forme de queue d'aronde peut s'ajuster de manière lâche à l'intérieur de l'encoche en queue d'aroinde

S et peut se déplacer librement axialement le long de l'enco-

che sans porter en forçant contre les bords des tôles. Lors-

que la cale en queue d'aronde se trouve dans son emplacement

axial final, un coulisseau ayant une surface supérieure éva-

sée adaptée à la surface inférieure évasée de la cale en

queue d'aronde est enfoncé sous la surface intérieure incli-

née de la cale en queue d'aronde pour appliquer les surfaces en vis-à-vis de la cale directement en contact avec les

bords des tôles sans qu'il soit nécessaire d'enfoncer la ca-

le le long de l'encoche en queue d'aronde. Ainsi, la courbu-

re des bords des t8les faisant saillie et l'enlèvement de

l'isolation sur ces tôles qui l'accompagne pendant l'opéra-

tion d'enfoncement d'une cale est éliminé même lorsqu'on

utilise une cale renforcée par de la fibre de verre.

En conséquence, la présente invention a pour buts: - de réaliser une cale en queue d'aronde pour une machine dynamoélectrique qui surmonte les inconvénients de l'art antérieur; - de réaliser une cale en queue d'aronde pour une

machine dynamoélectrique qui comporte une surface d'encas-

trement au moins sur les surfaces de la cale qui sont pré-

vues pour venir en contact forcé avec une encoche en queue d'aronde dans laquelle les irrégularités des bords des t8les de l'encoche en queue d'aronde peuvent venir se loger sans traverser une couche sous-jacente de résine et révéler ainsi le renforcement en fibres de verre; - de réaliser une couche sur une surface de portée

d'une cale en queue d'aronde qui a pour effet de pratique-

ment éliminer l'usure à long terme par abrasion des tôles d'une machine dynamoélectrique; - de fournir des moyens pour diminuer la création - 7 de poussières électriquement et magnétiquement conductrices

produites par le contact abrasif entre des surfaces de por-

tée de cales et d'encoches en queue d'aronde d'une machine dynamoélectrique. Brièvement décrite, une cale en queue d'aronde pour maintenir des barres conductrices dans des encoches de stator d'une machine dynamoélectrique de grandes dimensions comporte une couche superficielle d'encastrement sur les

surfaces de la cale qui viennent en contact avec les surfa-

ces des t8les dans les encoches en queue d'aronde du stator.

La couche superficielle d'encastrement permet aux irrégula-

rités de la surface des t8les de s'y emboîter. Une gamme

donnée d'épaisseurs de la couche d'encastrement permet d'ob-

tenir une protection contre l'abrasion et des propriétés de lubrification suffisantes pendant la mise en place de la cale sans que la couche soit si épaisse que l'instabilité dimensionnelle à long terme puisse permettre le relâchement des barres conductrices. La couche d'encastrement est de

préférence une fibre naturelle et de manière plus recomman-

dée, une fibre de coton tissée ou non tissée.

La description qui va suivre se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement: - figure 1, une coupe transversale d'une partie

d'un noyau de stator d'une machine dynamoélectrique compor-

tant une encoche de stator contenant une cale en queue

d'aronde selon un mode de réalisation de l'invention.

- figure 2, une coupe axiale prise dans l'encoche de stator de la figure 1 selon la ligne II-II de la figure 1;

- figure 3, une coupe élargie d'une surface réali-

sée par les extrémités des tôles représentant les irrégula-

rités produites par les tolérances de fabrication; - figure 4, une coupe transversale d'une partie d'un noyau de stator comportant une queue d'aronde d'une

seule pièce selon un autre mode de réalisation de l'inven-

tion.

-8-

En liaison maintenant avec la figure 1, on a re-

présenté de manière générale en 10, une partie d'un noyau de stator d'une machine dynamoélectrique. De manière classique, le noyau de stator 10 est constitué par une série de t8les S minces 12 qui peuvent avoir par exemple environ 0,51mm

d'épaisseur. Chaque tôle 12 comporte une ou plusieurs enco-

ches 14 qui sont alignées dans le noyau de stator assemblé , pour former des encoches qui s'étendent sur toute la longueur axiale du noyau de stator 10. On place de manière classique un ou plusieurs conducteurs dans chaque encoche 14. Par exemple, une barre conductrice inférieure 16 peut

être placée dans le fond de l'encoche 14 et une barre coduc-

trice supérieure 18 peut être placée sur la barre conductri-

ce inférieure 16. L'isolation classique 20 des barres con-

ductrices peut être placée autour des barres inférieure 16 et supérieure 18 et une couche de matériau de remplissage 22 peut être disposée entre elles. Un ressort latéral ondulé

non métallique 24 est placé dans l'encoche 14 sur un des cô-

tés de la barre conductrice inférieure 16 pour la pousser en

un contact de friction fixe contre un côté opposé de l'enco-

che 14. De la même manière, un ressort latéral ondulé non

métallique 26 est placé dans l'encoche 14 le long de la bar-

re conductrice supérieure 18 pour la pousser en contact de

friction fixe contre un côté opposé de la fente 14. Une cou-

che de matériau de remplissage 28 peut être disposée au-des-

sus de la barre supérieure 18.

On pratique une rainure en queue d'aronde 30 dans

l'encoche 14 au moyen d'entailles opposées 32a et 32b espa-

cées au-dessus de la couche de matériau de remplissage 28.

Une cale en queue d'aronde 34 en deux parties peut s'ajuster dans la rainure en queue d'aronde 30 pour fournir une force

de maintien radiale pratiquement pure sur la barre conduc-

trice supérieure 18 et sur la barre conductrice inférieure 16. La cale en queue d'aronde 34 est constituée par une cale

36 et un coulisseau 38. La cale 36 comporte des bords incli-

-9- nés 40a et 40b ayant des surfaces de portée inclinées 42a et 42b venant en contact face contre face avec les surfaces d'appui inclinées correspondantes 44a et 44b des entailles 32a et 32b. Les surfaces inférieures 46a et 46b des bords inclinés 40a et 40b ne sont pas en contact avec les surfaces inclinées regardant vers le haut 47a et 47b des entailles 32a et 32b respectivement. Une couche d'encastrement 48a sur

la surface de portée inclinée 42a, et une couche correspon-

dante 48b sur la surface de portée inclinée 42b sont réali-

sées de manière à empêcher un contact direct entre la surfa-

ce de portée inclinée 42a et la surface inclinée venant en appui 44a ainsi qu'entre la surface de portée inclinée 42b et la surface d'appui inclinée 44b respectivement ainsi

qu'on le décrira de manière plus détaillée ci-après.

L'ouverture et la fermeture cycliques de l'encoche

14 à 120 Hz (dans le cas d'une machine dynamoélectrique bi-

polaire à 3600 t/min.) produites par une distorsion ellipti-

que du noyau de stator 10 due au champ magnétique d'un rotor

, est représentée par les flèches à double tête 52 à l'ex-

trémité extérieure de l'encoche 14. On considérera que le déplacement représenté par les flèches à double tête 52 tend

à produire un déplacement relatif des surfaces d'appoui in-

clinées 44a et 44b par rapport aux surfaces de portée 'incli-

nées 42a et 42b qui est principalement normal à leurs plans de contact, mais qui, du fait des inclinaisons des plans de contact peut aussi comporter une composante de frottement de

déplacement relatif dirigée le long de leurs plans de con-

tact.

En liaison maintenant avec la figure 2, on a re-

présenté une cale en queue d'aronde 34 en partie mise en place à côté d'une cale en queue d'aronde totalement mise en place 34a dans une rainure en queue d'aronde 30. Chaque cale en queue d'aronde 34 a classiquement une longueur d'environ

à 20 cm avec une série de cales en queue d'aronde 34 pla-

cées extrémité contre extrémité pour remplir toute la lon-

- 10 -

gueur de la rainure en queue d'aronde 30. On remarquera que la cale 36 a une surface inférieure inclinée 54 qui réalise une surface de portée pour une surface inclinée supérieure 56 du coulisseau 38. Pour mettre en place la cale en queue S d'aronde 34 dans la rainure en queue d'aronde 30, la cale 36 coulisse librement en position contre la cale en queue d'aronde 34a antérieurement mise en place. Ceci est possible

parce que, jusqu'à ce que le coulisseau 38 soit mis en pla-

ce, la cale 36 s'ajuste de manière lâche dans la rainure en queue d'aronde 30. On glisse le coulisseau 36 en position avec sa surface supérieure inclinée 56 coulissant contre la

surface inférieure inclinée 54 pour ainsi réaliser une pous-

sée uniquement radiale sur la cale 36, comme indiqué par la flèche 57, grâce à quoi les couches d'encastrement 48a et 48b (non représentées figure 2) sont déplacées directement et radialement en contact avec la surface d'appui inclinée 44a (et la surface d'appui inclinée 44b non représentée) de la rainure en queue d'aronde 30. Lorsque le coulisseau 38

est mis en place, les relations entre les différentes par-

ties de la cale en queue d'aronde 34 sont les mêmes que les relations entre les parties correspondantes de la cale en

queue d'aronde totalement mise en place 34a.

En liaison maintenant avec la figure 3, on a re-

présenté une vue en coupe fortement agrandie de la surface

d'appui inclinée 44a du noyau de stator 10. DUi aux toléran-

ces de fabrication, les bouts 58 des tôles 12 qui consti-

tuent la surface d'appui inclinée 44a, par exemple, ne se trouvent pas dans le même plan. Au lieu de cela, la surface d'appui inclinée 44a est mieux identifiée par un niveau de surface moyen 60 indiqué par une ligne en traits discontinus

autour de laquelle les positions réelles des bouts 58 peu-

vent varier. Cette variation, dans un procédé de fabrication pratique, peut comporter la saillie de certains des bouts 58 vers un niveau de surface supérieur 62 comme indiqué par une

ligne en traits discontinus qui peut s'étendre sur une dis-

- il -

tance D1 au-delà du niveau de surface moyen 60. La distance D1 peut être par exemple d'environ 0,25 mm. Si on réalise une couche d'encastrement 48a correctement choisie qui a une

épaisseur égale à D2, et qui réalise une relation prédéter-

minée avec la distance de saillie D1, alors les bouts 58

faisant saillie peuvent s'encastrer dans la couche d'encas-

trement 48a sans réaliser une pression de contact suffisante pour briser ou couper ladite couche 48a. C'est-à-dire, que les bouts faisant saillie 58 de la surface d'appui inclinée

44a viennent s'encastrer dans le matériau de la couche d'en-

castrement 48a jusqu'à ce que le niveau moyen de surface 60

de la surface d'appui inclinée 44a vienne porter complète-

ment contre une surface de la couche d'encastrement 48a et répartisse ainsi les forces de contact sur la totalité de la surface de contact. On a remarqué qu'un rapport entre D2 et

D1 d'au moins 1,2 est satisfaisant pour réaliser une protec-

tion notable empêchant que la surface d'appui inclinée 44a ne vienne en contact direct avec le matériau sous-jacent de

la cale 36 qui peut être, par exemple, une résine thermodur-

cissable renforcée par de la fibre de verre telle que par

exemple une résine polyester. I1 est souhaitable de conser-

ver une couche d'encastrement 48a aussi mince que possible - tout en réalisant un encastrement complet des bouts 58. Pour une épaisseur de plus d'environ 2,5 mm, le rétrécissement présenté par la plupart des fibres non abrasives pour une

durée de vie supérieure à 40 ans dans des conditions de tem-

pérature prévues peut être suffisant pour permettre à un jeu

de se développer.

Si on obtient un réglage plus précis des toléran-

ces des tôles 12, alors la couche d'encastrement 48 peut être plus mince que la valeur définie ci-dessus. Améliorer les tolérances d'un facteur d'environ 2 paraît être possible et permet ainsi d'établir une limite inférieure d'épaisseur de la couche d'encastrement 48 d'environ 0,125 mm. Ainsi,

une gamme recommandée d'épaisseur pour la couche d'encastre-

- 12 -

ment est établie qui est comprise entre environ 0,125 et

2,54 mm.

Dans le mode de réalisation recommandé on a obtenu une protection satisfaisante en utilisant un à trois plis de

S tissu, chacun ayant une épaisseur durcie d'environ 0,20 mm.

Dans le mode de réalisation particulièrement recommandé, on a utilisé deux plis de tissu de coton, chacun réalisant une

épaisseur durcie d'environ 0,20 mm.

Si on atteint une épaisseur ayant des valeurs plus

grandes pour la couche d'encastrement 48a, cela peut présen-

ter un problème de fabrication même si on trouve des raisons à l'utilisation de telles valeurs d'épaisseur. Si on essaie d'obtenir une valeur d'épaisseur plus grande en utilisant plusieurs plis de fibres, il devient difficile de mouler la

cale. Il peut être possible de réaliser une épaisseur d'en-

viron 2,54 mm en utilisant deux épaisseurs d'un tissu de co-

ton épais ou ouate. Dans le mode de réalisation recommandée, un rapport de D1 à D2 d'environ 1,2 à 10 est utilisé. Dans un mode de réalisation encore plus recommandé, on utilise un rapport entre D1 et D2 d'environ 1, 2 à 2. Dans le mode d'utilisation le plus recommandé, un rapport entre D1 et D2 d'environ 1,4 à 1,8 est utilisé. Des épaisseurs supérieures de D2 peuvent-être utilisées sans s'éloigner de la présente

invention. Une limite de l'épaisseur de D2 dépend de la na-

ture du matériau constituant la couche d'encastrement 48a.

Certains des matériaux appropriés que l'on étudiera ci-après sont instables dimensionnellement en grande épaisseur et présentent ainsi un rétrécissement lorsqu'on utilise des

épaisseurs excessives pour ces matériaux.

On peut utiliser n'importe quel matériau non-abra-

sif approprié comme matériau de renforcement dans une couche

d'encastrement 48a. La plupart des fibres naturelles appa-

raissent convenir y compris le chanvre le sisal, le jute, le lin et le coton puisque ce -sont généralement des matériaux non abrasifs qui peuvent être facilement incorporés dans une

- 13 -

matrice de résine. Certaines résines synthétiques telles que

par exemple le polyester ou le polytétrafluoroéthylène (Té-

flon) soit sous forme de fibres, soit sous forme de films peuvent aussi convenir. De plus, on peut aussi choisir de

S combiner différentes fibres telles que par exemple une com-

binaison de coton tissé ou non tissé ou d'autres fibres na-

turelles avec des fibres synthétiques tissées ou non tis-

sées, ceci en vue d'obtenir une combinaison de propriétés.

Une telle combinaison peut comporter un tissu de coton avec

* une quantité minime d'une fibre polymère.

Si on souhaite obtenir des propriétés lubrifiantes

améliorées pour une application particulière, on peut utili-

ser la combinaison d'une fibre et d'une poudre. Par exemple,

une fibre de coton imprégnée par une résine liquide appro-

priée qui contient une certaine proportion de particules de

polyéthylène, de polypropylène, de Téflon ou d'autres maté-

riaux de lubrification peut, après durcissement sur la sur-

face de portée inclinée 42a (représentée figure 1) fournir un rendement amélioré par rapport à un système similaire tissu/résine qui ne comporte pas des particules de matériau lubrifiant dans la résine. On peut aussi utiliser un système multicouches. Par exemple, une couche superficielle d'une résine renforcée par un tissu de coton avec une couche de support d'une résine renforcée par une fibre synthétique peut être satisfaisante. Les deux couches dans ce système à

deux couches sont de préférence pré-imprégnées avec les mê-

mes ou avec des résines différentes, et sont durcies en même temps. Un autre système multicouches peut comporter par exemple une couche superficielle utilisant un renforcement de fibre de coton, une couche intermédiaire utilisant un renforcement de fibre synthétique et une couche intérieure

utilisant un renforcement de fibre de coton.

Dans le mode de réalisation recommandé de l'inven-

tion, on a remarqué qu'une couche à deux plis de tissu de coton tissé préimprégné donne une protection satisfaisante

- 14 -

sans que l'on puisse observer une coupe ou une abrasion.

Chaque couche de tissu de coton fournit une épaisseur durcie

d'environ 0,20 mm. La structuré à deux plis réalise par con-

séquent une épaisseur totale d'environ 0,41 mm. Pour une va-

leur de D1 égale à 0,25 mm, ceci donne un rapport entre D1 et D2 d'environ 1,6 et est compris à l'intérieur de la gamme

la plus recommandée. Lorsque la couche d'encastrement ren-

forcée au coton à deux plis 48a a été essayée en utilisation et ensuite examinée, on a remarqué que les irrégularités des surfaces d'appui inclinées 44a produisaient une image miroir d'encastrement dans lematériau de la couche d'encastrement

48a sans découpe de la couche d'encastrement ou perte de ma-

tériau. Puisque le tissu de coton est bien connu pour sa fa-

cilité de mise en oeuvre et pour son coût peu élevé, on peut

considérer qu'une telle structure pour une couche d'encas-

trement 48a doit être recommandée.

On remarquera particulièrement que l'on ne peut

donner à la dimension DZ une valeur absolue. On peut seule-

ment donner à D2 une valeur qui soit en relation avec la di-

mension D1 de la saillie au-delà de la surface moyenne de la

surface d'appui inclinée 44a. S'il était possible de dimi-

nuer pratiquement la valeur de D1 d'un facteur de 5 en uti-

lisant par exemple des tolérances de fabrication plus étroi-

tes, l'épaisseur D2 de la couche d'encastrement 48a pourrait être diminuée de manière correspondante. Par exemple, si des tolérances de fabrication pratiques nécessitent que D1 soit plusieurs fois supérieur à sa valeur nominale de 0,25 mm utilisée dans l'exemple ci-dessus, alors on doit augmenter

l'épaisseur minimum D2 dans les mêmes proportions. Cepen-

dant, dans les deux cas, l'épaisseur minimum D2 de la couche d'encastrement 48a doit demeurer égale à 1,2 fois la saillie

maximum des bouts 58 au-delà du niveau moyen de surface 60.

En liaison de nouveau avec la figure 1, comme re-

marqué précédemment, les seules surfaces de la cale 36 qui viennent en contact avec les tôles 12 se trouvent sur les

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surfaces de portée inclinée 42a et 42b. Les couches d'encas-

trement 48a et 48b peuvent par conséquent être limitées à

ces surfaces. Due au coût peu élevé et à la facilité de tra-

vail des matériaux renforcés au coton dans le mode de réali-

sation recommandé, une commodité de fabrication peut rendre souhaitable d'utiliser aussi un matériau renforcé au coton

sur une surface supérieure 64. Ceci permet d'étaler une dou-

ble couche de tissu de coton pré-imprégné dans un moule, de poser une masse renforcée à la fibre de verre sur la couche

de tissu et de durcir la masse dans des conditions de pres-

sion et de chaleur appropriées pendant une durée suffisante

pour donner à la masse la forme du moule et durcir les rési-

nes à la fois de la couche superficielle et du corps de la cale en queue d'aronde 34. Pour des facilités de fabrication et pour être sûr que l'on ait obtenu un revêtement complet

des surfaces de portée inclinée, le tissu de coton pré-im-

prégné peut au moins partiellement recouvrir les surfaces

inférieures 46a et 46b.

La description ci-dessus du mode de réalisation

recommandé dans lequel un tissu de coton ou tout autre tissu

est utilisé comme renforcement pour une couche d'encastre-

ment ne doit pas être considéré comme excluant un tissu non tissé du cadre de l'invention. Au contraire, le renforcement dans une couche d'encastrement à'un seul pli ou dans une ou

plusieurs des couches d'une couche de renforcement à multi-

ples plis peut être réalisé par un mat non tissé sans

s'écarter de l'esprit et du cadre de l'invention.

En liaison maintenant avec la figure 4, on a re-

présenté une cale en queue d'aronde d'une seule pièce 66 selon un autre mode de réalisation de l'invention. Une cale en queue d'aronde d'une seule pièce est enfoncée axialement en position le long de la rainure en queue d'aronde comme

décrit dans le brevet cité précédemment. Dans le brevet ci-

té, on décrivait l'utilisation d'un polyamide aromatique comme protection de la surface de la cale d'encoche pendant

- 16 -

l'opération d'enfoncement de la cale utilisant une couche de surface d'un mat de fibres de polyamide aromatique imprégné

avec une résine thermodurcissable. Ce brevet cité ne décri-

vait nullement le rendement de la couche de surface lors de l'utilisation. On pense cependant qu'une couche d'encastre- ment 48a ayant les caractéristiques d'un mode de réalisation

de l'invention, est au moins aussi satisfaisante non seule-

ment pour résister à l'abrasion pendant l'enfoncement de la

cale, mais aussi pour résister à l'abrasion lors de l'utili-

sation du fait des ouvertures et fermetures périodiques de

l'encoche 14. L'utilisation de fibres de polyamide aromati-

que coûteuses et difficiles à travailler peut ainsi être

éliminée, ou être une option, pour la présente invention mê-

me pour une cale enfoncée. Une couche d'encastrement 48a utilisant un renforcement en fibre naturelle, soit sous la forme de mat, soit sous la forme tissée doit être capable de résister à l'abrasion pendant l'enfoncement et doit ensuite

être capable de résister à l'abrasion pendant l'utilisation.

L'utilisation d'un tel renforcement en fibres naturelles telle que par exemple un tissu de cCton peut ainsi avoir

pour résultat une diminution significative des coûts de pro-

duction pour les cales d'encoches fabriquées selon la pré-

sente invention.

- 17 -

Claims

REVENDICATIONS

1. Cale en queue d'aronde pour être utilisée dans

une encoche (14) dans une machine dynamoélectrique, l'en-

coche étant formée par l'empilement aligné de plusieurs tS-

les (12), chacune comprenant une encoche correspondante, cette encoche comportant au moins une rainure en queue d'aronde (30) comportant des première et deuxième surfaces d'appui inclinées, caractérisée en ce qu'elle comprend: - une cale (36); - la cale comportant des premier et deuxième bords

inclinés ajustables de manière lâche à l'intérieur de pre-

mière et deuxième rainures en queue d'aronde respectivement;

- les premier et deuxième bords inclinés compor-

tant des première et deuxième surfaces de portée inclinées 1S respectivement placées à des angles correspondant aux angles des première et deuxième surfaces d'appui inclinées; - l'encoche étant constituée par de la fibre de verre dans une matrice de résine durcie; - une première couche d'encastrement (48) sur la première surface de portée inclinée;

- une deuxième couche d'encastrement sur la deu-

xième surface de portée inclinée; - les première et deuxième couches d'encastrement

ayant pour effet de séparer les première et deuxième surfa-

ces de portée inclinées des première et deuxième surfaces d'appui inclinées respectivement;

-chacune des première et deuxième couches d'encas-

trement comportant une fibre dans une matrice de résine - la fibre étant une fibre non abrasive; et

- la première et la deuxième couches d'encastre-

ment ayant une épaisseur comprise entre 0,125 et 2,5 mm grâ-

ce à quoi les tôles sont encastrées à l'intérieur de cette

épaisseur sans pénétrer dans la couche d'encastrement jus-

qu'à la fibre de verre.

Z. Cale en queue d'aronde selon la revendication

- 18 -

1, caractérisée en ce que l'encoche comporte: - une surface inclinée inférieure sur la cale (36); - un coulisseau (38); et

- une surface supérieure inclinée sur le coulis-

seau opposé à la surface inclinée inférieure et venant en

appui contre l'encoche pratiquement radialement vers l'ex-

térieur pour appuyer les première et deuxième surfaces de

portée inclinées en appui avec les première et deuxième sur-

faces d'appui inclinées.

3. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la fibre non abrasive est une fi-

bre de coton.

4. Cale en queue d'aronde selon la revendication 3, caractérisée en ce que la fibre de coton comporte au'

moins une couche de tissu de coton tissé.

5. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la fibre non abrasive est une fi-

bre naturelle.

6. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la fibre non abrasive est une fi-

bre de chanvre.

7. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la fibre non abrasive est une fi-

bre de sisal.

8. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la fibre non abrasive est une fi-

bre de lin.

9. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la fibre non abrasive est une fi-

bre de résine synthétique.

10. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la fibre non abrasive est une fi-

bre tissée.

11. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la fibre non abrasive est une fi-

- 19 -

bre non tissée.

12. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la fibre non abrasive est une fi-

bre naturelle avec une faible quantité de fibres synthéti-

ques. 13. Cale en queue d'aronde selon la revendication 12, caractérisée en ce que la fibre naturelle est une fibre

de coton.

14. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que la matrice de résine durcie com-

porte une certaine proportion de particules de lubrification.

15. Cale en queue d'aronde selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur est comprise entre

0,125 et 0,51 mm.

16. Cale en queue d'aronde selon la revendication

1, caractérisée en ce que l'épaisseur est comprise entre en-

viron 1 et 1,2 fois une distance maximum préd6terminée.

17. Cale en queue d'aronde pour utilisation dans une encoche dans une machine dynamoélectrique, l'encoche

étant formée par l'empilage aligné d'une série de tôles cha-

cune ayant une encoche correspondante, l'encoche comportant au moins une rainure en queue d'aronde (30),la rainure (30)

en queue d'aronde comportant des première et deuxième surfa-

ces d'appui inclinées, caractérisée en ce qu'elle comporte: - une cale (36), - la cale comportant des premier et deuxième bords

inclinés ajustables de manière lâche à l'intérieur de pre-

mière et deuxième rainures en queue d'aronde respectivement;

- les premier. et deuxième bords inclinés compor-

tant les première et deuxième surfaces de portée inclinées respectivement placées à des angles correspondant aux angles des première et deuxième surfaces d'appui inclinées; - une surface inclinée inférieure sur l'encoche; - un coulisseau (38); et

- une surface supérieure inclinée sur le coulis-

- 20 -

seau opposé à la surface inclinée inférieure pour pousser

l'encoche pratiquement ralialement vers l'extérieur de ma-

nière à pousser les première et deuxième surfaces de portée inclinées en appui avec les première et deuxième surfaces d'appui inclinées; l'encoche étant constituée par de la fibre de verre dans une matrice de résine durcie;

- une première couche d'encastrement sur la pre-

mière surface de portée iclinée;

- une deuxième couche d'encastrement sur la deu-

ayant pour effet de séparer les première et deuxième surfa-

ces de portée inclinées des première et deuxième surfaces d'appui inclinées respectivement; et

- chacune des première et deuxième couches d'en-

castrement comportant au moins un pli d'un t.issu de coton

tissé dans une matrice de résine durcie.

18. Cale en queue d'aronde selon la revendication 17, caractérisée en ce qu'au moins un pli de tissu comporte

deux plis.

19. Cale en queue d'aronde selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'au moins les deux plis ont une

épaisseur durcie comprise entre environ 0,125 et 2,5 mm.

20. Cale en queue d'aronde selon la revendication 19, caractérisée en ce que l'épaisseur durcie est comprise

entre environ 0,25 et 1,25 mm.

21. Cale en queue d'aronde pour utilisation dans une encoche dans une machine dynamoélectrique, l'encoche étant formée par l'empilage aligné d'une série de t8les,

chacune ayant une encoche correspondante, l'encoche compor-

tant au moins une rainure en queue d'aronde (30), la rainure en queue d'aronde (30) comportant des première et deuxième

surfaces d'appui inclinées, caractérisée en ce qu'elle com-

porte:

- 21 -

- une encoche (36); - l'encoche comportant des premier et deuxième bords ajustables de manière lâche à l'intérieur de première et deuxième rainures en queue d'aronde respectivement; - les premier et deuxième bords inclinés compor- tant des première et deuxième surfaces de portée inclinées

situées respectivement à des angles correspondant à des an-

gles des première et deuxième surfaces d'appui inclinées; - l'encoche étant faite en fibres de verre dans une matrice de résine durcie; - une première couche sur la première surface de portée inclinée; - une deuxième couche sur la deuxième surface de portée inclinée;

- les première et deuxième couches ayant pour ef-

fet de séparer les première et deuxième surfaces de portée

inclinées des première et deuxième surfaces d'appui incli-

nées respectivement; et

- chacune des première et deuxième couches compor-

tant une fibre naturelle dans une matrice de résine durcie.

22. Cale en queue d'aronde selon la revendication 21, caractérisée en ce que la fibre naturelle est une fibre

de coton.

23. Cale en queue d'aronde selon la revendication 22, caractérisée en ce que la fibre de coton est un tissu de

coton tissé.

24. Cale en queue d'aronde selon la revendication

23, caractérisée en ce que le tissu de coton tissé est cons-

titué par un à trois plis superposes.

25. Cale en queue d'aronde selon la revendication

24, caractérisée en ce que le tissu de coton tissé est cons-

titué par deux plis superposés.

26. Cale en queue d'aronde selon la revendication

21, caractérisée en ce que chacune des couches de fibres na-

turelles a une épaisseur comprise entre 0,125 et 2,5 mm.

- 22 -

27. Cale en queue d'aronde selon la revendication 26, caractérisée en ce que l'épaisseur est comprise entre

0,25 et 0,51 mm.

28. Cale en queue d'aronde selon la revendication 21, caractérisée en ce que la cale en queue d'aronde estune cale en queue d'aronde d'une seule pièce adaptée pour être

enfoncée en position le long de la rainure en queue d'aronde.

29. Cale en queue d'aronde selon la revendication 28, caractérisée en ce que la fibre naturelle est constituée

par un tissu de coton tissé.

30. Cale en queue d'aronde selon la revendication 29, caractérisée en ce que le tissu de coton tissé a une

épaisseur comprise entre 0,125 et 2,5 mm.

31. Cale en queue d'aronde selon la revendication 30, caractérisée en ce que l'épaisseur est comprise entre

environ àO,25et 0512 mm.