Brevet FR2001237A1 — publié le 19690926

La présente invention concerne une méthode de fabrication de commutateurs cylindriques pour des dynamos électriques. Une méthode conforme à l'invention, consiste à souder, à ■ l,aide d'un faisceau d'électrons, un barreau de cuivre le long 5 d'un bord longitudinal d'un barreau d'un second métal et à estamper sur le barreau composite obtenu,au moins un élément d'un segment du commutateur cylindrique, ledit élément comportant une portion en cuivre et une portion constituée en ledit second métal, de façon à ce que la portion en cuivre forme au moins une 10 portion de la surface active du segment en service. L'invention sera comprise en se reportant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif : La figure 1 est une vue en perspective d'un segment de commutateur cylindrique fabriqué selon une méthode conforme à 15 l'invention ; La figure 2 est une vue en perspective d'une portion de barreau composite illustrant un stade intermédiaire de la fabrication du segment de la figure 1 ; La figure 3 est une vue en-plan du barreau représenté à 20 la figure 2 et montre,en traits pointillés, la façon par la-.quelle le barreau composite est estampé pour réaliser les segments ; La figure 4 est une vue de profil d'une fraction de commutateur cylindrique réalisé à l'aide de segmente selon la figu-25 re 1 j -La figure 5 représente une variante de réalisation du segment de la figure 1 ; La figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 2, et montre le barreau servant à fabriquer le segment représenté 30 à la figure 5 j La figure 7 est une vue en perspective d'un élément de segment de commutateur cylindrique fabriqué grâce à une méthode conforme à un second mode de réalisation de l'invention ; La figure 8 est une vue en perspective d'une portion de 35 barreau composite illustrant un stade intermédiaire dans la fabrication de l'élément de segment de la figure 7 ï La figure 9 est une vue en plan dii barreau de la figure 8, montrant en traits pointillés, la façon par laquelle le barreau est estampé pour réaliser l'élément de segment montré à 40 la figure 7 î 69 02188 2 2001237 La figure 10 est une vue en coupe partielle d'un commutateur cylindrique illustrant la combinaison d'une paire d'éléments de segments analogues à celui montré à la figure 7 de façon à former un segment du commutateur cylindrique ; 5 La figure 11 est une vue semblable à celle de la figure 2 et montre, en traits pointillés, la façon par laquelle le barreau composite est estampé de façon alternée pour réaliser les-dits éléments de segments ; La figure 12, semblable à la figure 10, en montre une va-10 riante de réalisation ; La figure 1$ est une vue en perspective d'un barreau composite sur lequel sont estampés les segments du commutateur de la figure 12 ; La figure 14 est une vue en perspective des éléments d'un. 15 segment fabriqué selon une méthode conforme à un troisième mode de réalisation de l'invention ; La figure 15 est une vue en perspective d'une portion de barreau composite illustrant un stade intermédiaire dans la fabrication du segment de la figure 14 ; 20 La figure 16 est une vue en plan du barreau compositô re présenté à la figure 15 et montre, en traits pointillés, la façon par laquelle les éléments de segments du commutateur sont estampés ; La figure 17 est une vue partielle en coupe d1un commuta-25 teur cylindrique réalisé selon une méthode conforme à un quatrième mode de réalisation de l'invention j et La figure 18 est une vue en perspective d'un barreau composite illustrant-un stade intermédiaire dans la fabrication du commutateur de la figure 17* 30 Les figures 1 à 4,montrent plusieurs segments identiques 11 conçus pour être joints côte à côte'et isolés l'un de l'autre, - -de façon à former un commutateur cylindrique. Chaque segment comprend une portion en cuivre 12 sur laquelle frottent les balais de la dynamo électrique dans laquelle est monté le commuta-35 teur. La portion 12 de chaque segment 11 comporte un bras coudé vertical 13 grâce-auquel le segment est -connecté électriquement à un conducteur correspondant du bobinage du rotor de la dynamo. La portion en cuivre 12 est portée par une portion en acier 14 présentant à ses extrémités des cavités 15 destinées à recevoir 69 02188 5 2001237 des "bagues de serrage de l'ensemble des segments afin de former ainsi le commutateur cylindrique ; les segments adjacents sont isolés l'un de l'autre par interposition d'une lamelle de mica '16. les portions en acier 14 ne constituent pas des éléments des 5 circuits électriques du commutateur mais plutôt,des radiateurs destinés à dissiper la clialeur dégagée par les portions en cuivre 12 correspondantes. Etant donné que les portions en cuivre sont portées par les portions en acier et sont frottées par les balais de la dynamo, 10 il est important qu'elles soient solidement fixées aux portions en acier ; de préférence, cette fixation est réalisée par soudure à l'aide d'un fàfeceau d'électrons. La fabrication des segments 11 s'effectue de la façon suivante t on soude, à l'aide d'un faisceau d'électrons, un barreau 15 4e cuivre 17 et un barreau d'acier 18 le long d'un bord longitudinal (voir-figure 2), les sections-transversales des barreaux 17 et 18 étant telles, que le barreau composite obtenu après soudure, a une section transversale trapézoïdale, le barreau en acier 18 étant plus large et plus étroit que le barreau en cui-20 vre 17- Les segments 11 sont ensuite estampés à partir du barreau composite 17» 18 comae-le montre en pointillés la figure 3» en remarquant toutefois que les bras coudés 13 11e sont pas réalisés par estampage. Les pièces obtenues par cette opération d'estampage sont embouties de façon à courber les bras 13 à la position 25 correcte. Le bras 13 est ensuite usiné pour y former une encoche 19 destinée à recevoir les extrémités 21 des enroulements du rotor de la dynamo • Dans la variante de réalisation montrée sur les figures 5 et 6, les éléments correspondant à ceux des figures 1 à 4 portent 30 la même référence numérique associée à l'indice a. Les barreaux 17a et 18a sont solidarisés, de la façon décrite ci-dessus, par soudure à l'aide d'un faisceau d'électrons, mais la section transversale du barreau composite n'est pas trapézoïdale. Le barreau en cuivre 17a a une section trapézoïdale et comporte une 35 . nervure s1étendant le long de l'une de ses faces. Le barreau d'acier 18a est plat et est soudé à la "nervure du barreau 17a. Les extrémités 21 des enroulements peuvent être soudées directement à la portion 12 du segment comme le montre la figure 5 où les extrémités 21a des enroulements sont soudées à la portion 4Q 12a du segment.•- 69 02188 4 2001237 Selon vin second mode de réalisation de l'invention illustré par les figures 7 à 11, chacun des segments 11 est composé de deux éléments 22 qui sont l'image l'un de l'autre par rapport à xrn miroir et qui sont obtenus par estampage d'un même barreau 5 composite. Ce dernier, représenté à la figure 8, est formé par soudure, à l'aide d'un faisceau d'électrons, d'une paire de barreaux d'acier 23 de section trapézoïdale, le long des bords longitudinaux d'un barreau en cuivre 24, dont la section est sensiblement triangulaire. Le barreau en cuivre 24 comporte une rai-10 nure 25 sur la face opposée au sommet du triangle de sorte que le barreau composite a une section réduite dans sa partie centrale. Les éléments de segment 22 sont obtenus par estampage du barreau composite 23» 24, conformément à la figure 9» ou à la figure 11 ; il est évident que lorsqu'une paire d'éléments 22 15 sont disposés dos à dos, comme le montre la figure 10, pour former un segment, les deux portions de la rainure 25 de chaque élément en cuivre 22 constituent une encoche 26. Les deux éléments de segments sont isolés l'un de l'autre et montés pour former un commutateur comme il a été expliqué ci-dessus. On 20 remarquera que les bras verticaux des éléments 22 des segments 11 sont, dans ce mode de réalisation, directement obtenus par estampage. Dans le mode de réalisation illustré par les figures 12 et 13» les éléments correspondants à ceux des figures 7 à 11 por-25 tent la même référence numérique associée à l'indice a. Dans ce mode de réalisation, les barreaux 23a sont plats et sont soudés, à l'aide d'un faisceau d'électrons ; à des brides solidaires du barreau 24a et s'étendent vers l'extérieur des bords opposés du barreau 24a. Les éléments 22a peuvent être obtenus par estampage 30 du barreau composite 23a, 24a selon l'un des procédés illustrés par les figures 9 et 11. Les modes de réalisation respectivement illustrés par les figures 14 à 16 d'une part, et les figures 17 et 18 d'autre part, diffèrent des modes de réalisation montrés aux figures 7 à 11 en 35 ce que le barreau composite a une forme différente. Dans l'exemple représenté dans les figures 14 à 16, la portion centrale en cuivre du barreau composite a une section en forme de I, si bien que le segment réalisé par la réunion d'une paire d'éléments obtenus par estampage du barreau composite, présente un bras verti-40 cal à parois minces. Cette structure à parois minces conduit à 69 02188 5 2001237 une économie de cuivre appréciable et a également pour effet de réduire la conduction de chaleur du bras vertical, de sorte que la soudure des extrémités des enroulements, à l'intérieur des bras, est facilitée. Dans ce cas aussi, les deux éléments de 5 segment sont montés ensemble pour former le commutateur, les segments adjacents étant isolés l'un de l'autre par des lamelles de mica comme précédemment. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 17 et 18, la partie centrale en cuivre du barreau a également une sec-10 tion en forme de I, mais les portions externes en acier ont une section rectangulaire plate. Ainsi, lorsqu'une paire d'éléments, obtenus par estampage d'un barreau composite, sont joints l'un à l'autre pour former un segment, ce dernier présente également un bras à parois minces et, en outre, son radiateur de chaleur 15 n'est formé qu'avec un minimum d'acier. On conçoit qu'un commutateur réalisé à l'aide de tels segments est plus léger qu'un commutateur classique de même dimension. Dans ce cas aussi, les segments sont fixés l'un à l'autre pour former le commutateur, les segments adjacents étant isolés l'un de l'autre par des la-20 melles de mica. Dans le but de solidariser les segments afin de monter le commutateur comme il a été décrit, le commutateur peut être réalisé par moulage des segments à l'intérieur d'un corps en résine synthétique comportant des portions qui s'étendent entre 25 les segments adjacents de façon à les isoler l'un de l'autre. 69 02188 6 2001237 REVENDICATIONS 1.- Méthode de fabrication d'un commutateur cylindrique pour dynamo électrique, consistant à souder, à l'aide d'un faisceau d'électrons par exemple, un "barreau en cuivre le long d'un bord longitudinal d'un barreau constitué en un second métal, et à découper par estampage, sur le barreau composite obtenu, au moins un élément de segment du commutateur, ledit élément comportant une portion en cuivre et une portion en ledit second métal, de sorte que la portion en cuivre forme au moins une portion de 10 la surface active utile du segment. 2.- Méthode de fabrication selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'on estampe sur le barreau composite un segment complet du commutateur. 3o- Méthode de fabrication selon 2, consistant à usiner 15 ensuite le segment pour y former un bras vertical. 4.- Méthode de fabrication d'un commutateur cylindrique pour dynamo électrique consistant à souder, à l'aide d'un faisceau d'électrons par exemple, une paire de barreaux en métal le long des bords longitudinaux d'un barreau de cuivre, à découper, 20 par estampage, sur le barreau composite obtenu, une paire d'éléments d'un segment de commutateur, lesdits deux éléments étant l'image l'un de l'autre dans un miroir, et à positionner lesdits deux éléments côte à côte pour former tua segment de commutateur, le segment ainsi formé comprenant une portion en cuivre et une 25 portion en ledit métal, la portion en cuivre constituant la surface active du segment. BAD ORIGINAL