Brevet FR2005362A1 — publié le 19691212

L'invention se rapporte en général aux collecteurs pour machines dynamoélectriques, et plus particulièrement aux collecteurs du type à bagues calées à retrait, dont les barres ou segments sont fixés sur un coussinet ou un arbre par un calage serré à retrait du cerclage. Pour ltétablissement et et la construction de ces collec- teurs pour machines rotatives, les segments ou barres qui les constituent doivent titre solidement maintenus en place sur un manchon isolant de support afin d'empocher les barres de se déta- cher et de se mouvoir en raison de la rotation du collecteur et des forces centrifuges qui l'accompagneáinsi que pour empêcher, à la suite de ce déplacement des barres, la rupture du montant reliant chaque barre à l'induit. Toutefois, les barres de commutation doivent dgalement présenter fln certain degré de flexibilité afin de permettre le déplacement axial de certaines de leurs parties le long du manchon, avec les variations de température, lesquelles produisent la dilatation et la contraction des barres. Jusqu'd présent, la technique anterieure considérait principalement la stabilité rotationnelle des barres au dJtriment de leur flexibilité axiale ou latérale. Les barres étaient done fixées au manchon isolant et à l'arbre par un calage serré b retrait, pratiquement sur la totalité de leur longueur, de sorte que la dilatation latérale des barres, avec l'augmentation de température, était essentiellement non existante. Par suite, lorsque la température de la machine et du collecteur augmente, les barres se dilatent, contre les bandes de fixation et l'iso- lement qui les séparent, au point de se tordre et de se gondoler contre ces bandes et l'isolement, de sorte que les montants reliant les barres à l'induit se déplacent et ont ainsi tendance à se rompre. La présente invention consiste en une construction simple qui assure la stabilité de rotation aussi bien que la fléxibilité latérale des barres ou segments de collecteur d'une manière économique et efficaces Brièvement, cette construction comprend un manchon de support constitué d'une matière isolante de grande solidité, et présentant une partie surélevée annulaire ou bossage formé sur sa périphérie extérieure; ainsi qu'unie rainure ou évidement complémentaire ou de réception formé dans chacune des barres. La profondeur de Ijévidement est légèrement inférieure à la hauteur du bossage de sorte que, lorsque le collecteur est cerclé sur le manchon, un calage serré à retrait n'est obtenu que dans la région de l'évidement et du bossage, laquelle région constitue un point unique d'ancrage pour chaque barre, Le reste de la barre est ainsi libre de se mouvoir axialement puis qui n'est fixé au manchon que par un calage sensiblement plus léger que celui obtenu à la position dtancrage. Le bossage et la rainure sont situés axialement dans la région du montant de connexion d'induit de chacune des barres, de sorte que ce montant est maintenu solidement en place alors que le reste de là barre est libre de se mouvoir0 De la sorte, la rupture du montant est empochée, et le reste de la barre ne peut se dilater circonférentiellement et radialement contre l'isolement et les bandes de fixation des barres. L'invention, ainsi que ces objets et avantages, ressortiront mieux de la description qui va suivre en référence au dessin annexé, sur lequel: La Figure 1 est une vue partielle, en élévation de coté et en coupe longitudinale, d'un collecteur construit selon les principes de l'invention; et La Figure 2 est une vue agrandie d'une partie du collecv teur représenté à la Figure 1. Plus particulibrement, la Figure 1 représente un collecteur désigné par la référence générale 10, comprenant un certain nombre de barres ou segments 12, disposés autour de la surface extérieure 13 d'un manchon isolant 14. Les barres sont séparées et mutuellement isolées par de minces feuilles isolantes 15, par exemple de mica, disposées entre les barres adJacentes. LoDque les barres et ces feuilles sont assemblées, elles forment une carcasse cylindrique de collecteur, portant la référence générale 16. Le manchon 14 est représenté disposé sur un coussinet de métal 17 fixé sur l'arbre 18 de rotor (non beprésenté) d'une machine. Chaque barre est pourvue d'un montant 20 dépassant radialement, pour connexion aux enroulements d'induit (non représentés). Selon l'invention, le manchon 14 est constitué d'une matière isolante de grande solidité, par exemple d'un stratifié de verre tissé imprégné de résine, et présente sur sa surface extérieure 13 une partie surélevée ou bossage annulaire 22, à une position axiale située sous le montant 20 de connection d'induit de chacune des barres 12e Le bossage annulaire 22 peut titre usiné, ou formé d'autre manière, sur le manchon 14 de grande solidité. De mime, chacune des barres 12 du collecteur est pourvue d'une rainure ou évidement 24 dans sa surface intérieure 25, pour recevoir le bossage annulaire 22 du manchon 14, au moment de la mise en place des barres sur ce dernier. Quand les barres sont assemblées pour former la carcasse 16 du collecteur, les évidements individuels 24 forment un évidement annulaire. On assemble le collecteur 10 en polymérisant d'abord le manchon isolant 14 sur le coussinet de métal 17, ou sur l'arbre 18, en ltabsence de ce coussinet, puis en formant sur le manchon le bossage annulaire ou partie surélevée 22. Le manchon est polymérise au moyen d'un procédé convenable, destiné à lui donner la caractéristique de grande solidité que l'on vient de mentionner. On assemble ensuite les barres 12 de collecteur et les feuilles isolantes 15 pour former la carcasse cylindrique 16 en vue de sa disposition sur le manchon 14. Toutefois, la carcasse est d'abord usinée, ou formée d'autre manière, pour constituer, dans sa périphérie extérieure 29, l'évidement annulaire 28 destiné à recevoir les bagues ou bandes de fixation 30 disposées dans ces évidements ainsi que représenté au dessin. Les bandes 30 sont formées autour de la carcasse 16 de manière à fixer et à comprimer mutuellement les barres 12 et les feuilles isolantes 15 pour constituer un diamètre intérieur similaire au diamètre extérieur du manchon 14. Les bandes 30 peuvent dtre constituées d'un ruban de verre tressé imprégné de résine, et polymérisé pour former une matière isolante de grande solidité similaire à celle constituant le manchon 14, bien-que l'invention ne se limite pas à cette réalisation. La carcasse 16 du collecteur, formée selon la précédente description, est maintenant disposée sur le manchon isolant 14 de manière à assurer un calage serré à retrait autour du bossage annulaire 22 du manchon et un calage plus léger autour de la partie restante de ce dernier. On obtient cette différence de calage en donnant au bossage annulaire 22-une dimension en hauteur supérieure à la dimension en profondeur de l'évidement 24 formé dans chacune des barres 12, ainsi que représenté à la Figure 2, les dimensions de diamètre des autres parties de la carcasse et du manchon étant choisies de manière à assurer un calage léger quand la carcasse est convenablement disposée sur le manchon. La différence de dimensions entre le bossage 22 et l'évidement 24, représentée à la Figure 2, est un peu exagérée, cette différence dépendant de la dimension d'ensemble du collecteur 10o Pour effectuer le calage de la carcasse 16 sur le manchon 14 on la chauffe d'sabord pour en dilater le diamètre intérieur afin de-pouvoir la glisser sur Le manchon, et l'on dispose ltdvi- dement annulaire (formé par la combinaison des évidements 24 des barres) de manière à recevoir le bossage annulaire 22. En se refroidissant, la carcasse 16 se contracte sur le manchon isolant de façon à constituer un calage serré à retrait sur Be bossage annulaire 22. Ce calage ancre les barres 12 et par suite la totalité de la carcasse 16, sur le bossage 22, qui est axialement disposé dans la région du montant 20 de chaque barre. Un unique emplacement d1ancrage est donc ainsi formé pour chaque barre 12, emplacement qui est axialement limité à l'agence- ment de bossage et rainure 22, 24, selon la description. Aux conditions de température produisant la dilatation des barres, la partie de chacune de ces dernières située dans la région du montant 20 reste pratiquement fixe alors que le reste de la barre est libre de se mouvoir axialement le long du reste de la surface 13 du manchon, en raison du calage léger existant entre le reste de la barre et du manchon0 Cet agencement empoche le montant 20 de se déplacer et par suite de se rompre. Un produit d'étancheité (non représenté) peut etre utilisé aux extrémités des barres 12 et à la surface extérieure du manchon isolant 14 pour assurer l'étanchéité des surfaces en contact des barres et du manchon, contre les poussières et autres matières étrangères. Pour une raison similaire, le manchon isolant 14 est représenté pourvu d'une saillie annulaire pointue 32 qui fait fonction de bague de rejet de poussières et assure une distance supplémentaire de cheminement entre l'extrémité des barres 12 du collecteur et le coussinet 17 de métal De la précédente description, il ressort que l'invention offre un nouvel agencement efficace d'ancrage des barres de collecteur, qui ancre la barre en un point alors que ses autres parties sont libres de se mouvoir axialement le long de la surface enté" rieure d'un manchon isolant de grande solidité, avec la dilatation et la contraction de la barre. Le point d'ancrage est axialement adjacent à la partie radiale du montant de la barre destiné à la connexion dtinduit, ce qui empêche la rupture du montant sous l'effet du déplacement de la barre. L'agencement d'ancrage à point unique est économiquement réalisé, simplement au moyen d'une partie annulaire surélevée formée sur le manchon isolant de grande solidité, et d'un évidement annulaire de réception formé par les évidements individuels des barres, au moment de leur assemblage pour constituer la carcasse du collecteur. Bien que l'on ait représenté et décrit une forme particu hère de réalisation, celle-ci, à laquelle on peut apporter des modifications qui restent dans la portée de l'invention, n'a été citée qu'à titre d'exemple sans aucun caractère restrictif. REVENDICATIONS 1. Collecteur, pour machine rotative, comprenant un manchon isolant sur lequel sont disposées un certain nombre de barres ou segments, et dont les surfaces sont mutuellement complémentaires, une de ces surfaces étant pourvue d'un bossage destiné à s'engager dans un évidement associé formé dans l'autre surface pour engagement mutuel, l'évidement étant formé avec une profondeur relative inférieure à la hauteur du bossage, chaque barre présentant un montant situé dans une région axialement adjacente à celle de dévide- ment et du bossage correspondant, le collecteur étant calé sur le manchon de manière à assurer un calage serré à retrait dans la région d'engagement de l'évidement et du bossage. 2. Collecteur selon revendication 1, caractérisé par le fait que le bossage et l'évidement associés consistent en une partie annulaire surélevée formée sur la surface extérieure d'engagement de barres du manchon et d'un évidement formé dans une sur. face interne d'engagement de manchon de chacune des barres 3. Collecteur selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le manchon est formé d'une matière isolante de grande solidité telle qu'un stratifié de verre tissé imprégné d'une résines 4. Collecteur selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le bossage fait partie intégrante du manchon. 5. Collecteur selon l'une ou l'autre des précédentes revendications, caractérisé par le fait que les barres et le manchon sont montés sur l'arbre de rotor d'une machine dynamoélectrique.