Brevet FR2195864A1 — publié le 19740308

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour la fabrication de rotors pour petits moteurs électriques et composants similaires comprenant un empilage de tales magnétiques traversées par un alésage. L'invention vise également les rotors et composants analogues réalisés suivant le procédé ou le dispositif précité0 Par petits moteurs électriques on désigne notamment les moteurs électriques universels de faible puissance équipant les appareils électroménagers tels que, moulin à café, batteur et couteau électrique. On sait que le procédé usuel pour la fabrication de rotors de tels moteurs consiste à assembler un empilage de lamelles de tOle magnétique avec l'arbre du rotor, lequel est monté dans 1'alésage central de cet empilage. Selon un procédé connu, cet assemblage est réalisé en emmanchant à la presse l'arbre du rotor dans l'alésage précité, l'arbre du rotor étant strié pour obtenir une bonne solidarisation des lamelles avec l'arbre. T'arbre risque cependant de flamber en cours d'emmanchement ce qui obligerait à procéder ensuite à un redressage qui est une opération onéreuse et compliquée. Selon un autre procédé connu, on procède à un rivetage préalable des lamelles de t8le entre elles et on colle ensuite l'arbre du rotor dans l'alésage central de l'empilage de lamelles. Le rivetage des lamelles de tôle est, dans ce cas, indispensable En effet, la faible épaisseur des lamelles ne leur permet pas d'avoir une surface de collage suffisante avec l'arbre. Le rivetage des lamelles de ttle est cependant une opération qui complique la fabrication des rotors de moteurs électriques et qui diminue la surface utile entre les lamelles. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient en fournissant un procédé et un dispositif pour la fabrication de rotors pour petits moteurs électriques ne nécessitant aucun rivetage préalable des lamelles de tale, ni aucun striage de l'arbre du rotor0 Suivant l'invention, le procédé pour la fabrication de rotors pour petits moteurs électriques, comprenant l'assemblage d'un empilage de lamelles de telle avec l'arbre du rotor monté dans l'alésage central de l'empilage, est caractérisé en ce qu'on introduit dans 1 t alésage un manchon tubulaire perforé, en ce qu'on fait pénétrer dans ce manchon une quantité prédéterminée de résine qui se polymérise à l'abri de l'air de façon à la faire passer par les perforations du manchon entre les lamelles de l'empilage, après quoi on retire le manchon et on monte l'arbre du rotor dans l'alésage précité. Après polymérisation de la résine, on obtient ainsi une solidarisation des lamelles de tales entre elles et avec l'arbre du rotor. Ce procédé, par conséquent, ne nécessite aucun rivetage des lamelles et aucun striage de l'arbre du rotor, les lamelles étant simplement empilées les unes sur les autres et l'arbre étant monté dans l'alésage central de 11 empilage, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un outil ou un appareil tel qu'un marteau ou une presse. Selon une version préférée de l'invention, on introduit en amont des perforations la reine à 'tStat liquide et on pousse cette denijère vers les perforations au moyen d'une ciculat'on de gaz sous pression. Cette circulation de a est obtenue, de préférence, en envoyant dans le manchon de l'air OUS une pression comprise entre 2,5 et 3,5 bars, la résine polymérisable à l'abri de 'air utilisée étant avantageusement composée de diesters polya cryliques de viscosité égale à 125 centipoises environ. Cette résine présente l'avantage de se polymériquer en l'absence d'orrgene au bout d'un temps compris entre 1 à 2 heures à 200C et de bien adhérer à la surface des lamelles de talez Elle présente, en outre, après durcissement une grande résistance au cisaillement et à la compression. L'invention concerne également le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité. Suivant l'invention, ce dispositif comporte un manchon tubulaire fermé à l'une de ses extrémités, comprenant sur sa partie destinée à entre introduite dans l'alésage central de l'empilage de lamelles de tôle, des perforations de sections égales, ces perforations étant régulièrement réparties sur l'ensemble de la partie précitée. Ces perforations de sections égales permettent ainsi de répartir la résine qui est introduite dans ce manchon conformément au procédé de l'invention, sur la paroi de l'alésage précité et entre les différentes lamelles de talez Selon une version préférée du dispositif conforme à l'invention, ladite partie du manchon qui est destinée à être introduite dans l'alésage précité, comporte au moins autant de perforations Cifle d'interfaces entre les lamelles, ces perforations étant disposées en regard de ces interfaces. La résine est ainsi dirigée vers chaque interface et peut ainsi s'étaler facilement entre chaque lamelle. Selon une autre version préférée du dispositif, ladite partie du manchon a une surface intérieuretronconique, la section de la grande base étant égale à la somme des sections des perforations et la section de la petite base étant égale à la section d'une perforation. On obtient ainsi une répartition sensiblement régulière de la résine sur la paroi de l'alésage de l'empilage de lamelles et entre les différentes lamelles0 L'invention vise en outre, à titre de produit inaustriel nouveau, le rotor pour petits moteurs électriques réalisé suivant le procédé ou le dispositif précités0 D'autres particularités de l'invention apparaitront encore dans la description qui va suivre, bux dessins annexés, donnés à titres d'exemples non limitatifs La figure 1 est une vue schématique illustrant le procédé conforme à l'invention. La figure 2 est une vue schématique en élévation et coupe du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention0 La figure 3 est une vue, à plus grande échelle, d'une partie du dispositif, représentd à la figure 2o La figure 4 est une vue, en coupe longitudinale de la partie du dispositif représentée à la figure 3o La figure 5 est une vue en élévation d'un rotor conforme à l'invention avec coupe axiale partielle. En se référant à la figure 1 des dessins annexés, on a désigné en 1, un empilage de lamelles de tole magnétique 2 servant à constituer un rotor de petit moteur électrique. L'empilage 1 présente un alésage central 3 destiné à recevoir l'arbore du ro tour. Pour assembler les lamelles de ttle 2 entre elles, ltempila- ge 1 est disposé sur un support horizontal 4, les lamelles 2 reposant ainsi les unes sur les autres sous l'effet de leur propre poids . Suivant le procédé visé par l'invention, on introduit de bout en bout dans l'alésage 3 de l'empilage 1, un manchon tubulaire perforé 5 et on fait pénétrer dans ce manchon une quantité prédéterminée de résine 6 polymérisable à l'abri de l'air de façon à la faire passer par les perforations 7 du manchon 5 entre les lamelles 2 de l'empilage 1. Dans une réalisation préféreede l'invention la résine 6 est introduite à l'état liquide en amont des perforations 7, cette résine 6 étant poussée vers ces dernières au moyen d'une circulation d'airs Sous l'effet de la pression de l'air, la résine est chassée hors du manchon 5 par les perforations 7, se répand le long de la paroi 8 de l'alésage 3 et pénétre entre les lamelles 2. La pression de l'air doit être suffisante pour que les lamelles 2 puissent être soulevées, Celle-ci dépendra par conséquent, notamment du poids des différentes lamelles 2o L'expérience a montré que dans le cas d'un empilage 1 de lamelles 2 pour rotors de petits moteurs universels équipant les appareils électroménagers, cette pression devait titre comprise entre 2,5 et 3,5 bars. La résine 6 polymérisable en l'absence d'air utilisée est de préférence composée de diesters polyacryliques de viscosité égale à 125 centipoises environ, telle que la résine commercialisée par la firme C0T sous la marque de fabrique "TECTITE". Cette résine a une résistance au cisaillement comprise entre 150 et 300 daN/cm2 (décanewtons), une résistance à la compression de 40 daM/mm2 et est stable à des températures comprises entre -60 et 1500C. On peut également employer une résine telle qu'une résine formal-vinylique qui est utilisée notamment pour l'imprégnation des fils d'enroulements de rotors ou de stators. Lorsque l'étape précitée du procédé est achevée, on retire le manchon 5 et on introduit dans l'alésage 3 l'arbre du rotor que l'on maintient en position jusqu'à polymérisation de la résine. Dans la réalisation représentée à la figure 2, le dispositif conforme à l'invention, comporte un manchon tubulaire 5 fermé à son extrémité 9, laquelle pénètre dans un orifice 4at du support 4e Le manchon 5 est engagé dans l'alésage central 3 de empilage l et présente une succession de perforations 7 de section égale régulièrement réparties et espacées sur l'ensemble du manchon So Il est prévu autant de perforations 7 que d'interfaces 10 entre les lamelles 2, ces perforations 7 étant dimensionnées et espacées de façon qutelles soient disposées en regard des interfaces 10 des lamelles 2 après mise en place du manchon 5 dans I t alésage 3. Les perforations 7 peuvent par exemple etre réparties le long de la partie 9 du manchon suivant une ligne hélieordale comme indiqué à la figure 3. Une collerette ll, solidaire du manchon 5 et prenant appui sur l'empilage l, permet de positionner correctement le manchon 5 dans l'alésage 3 et empoche également la résine 6 de s'échapper de ce dernier, l'extr0mité 9 jouant le mtme rible du cbté opposé. Comme on le voit sur la fig. 4, la surface intérieure 12 du manchon 5 est, de préférence, tronconique, la section de la grande base située au niveau de la lamelle supérieure 2a de l'empilage 1 étant égale à la somme des sections des perforations 7 et la section de la petite base située au niveau de la lamelle inférieure 2b étant égale à la section d'une perforation 7. Selon une réalisation préférée de l'invention, le manchon tubulaire 5 communique avec un appareil permettant l'introduction d'une quantité prédéterminée de résine 6 et avec une source d'air comprimé capable de créer une circulation d'air susceptible de pousser la résine vers les perforations 7. Dans la réalisation représentée à la figure 2, l'appareil précité désigné en 13 comprend un réaervoir 14 communiquant avec le manchon 5 par une tubulure 150 Cette tubulure 15 comporte une vanne 16 et débouche dans la partie divergente 17 d'un venturi 18 monté sur le manchon 5. Le réservoir 14 communique avec une source d'air comprimé (non représentée) par une tubulure 19. Dans le cas des rotors pour petits eoteurs électriques d'appareils électroménagers, la quantité de résine introduite dans le réservoir 14 est égale à 150 mm) environ. On va maintenant détailler le fonctionnement du dispositif que l'on vient de décrire. Le réservoir 14 étant sons pression, l'ouverture de la vanne 16 provoque l'expulsion de la résine 6 par la tubulure 15. La résine 6 arrive ainsi dans la partie divergente 17 du venturi 18. La circulation d'air 19 qui est alors créée en amont du venturi 18 pousse la résine 6 vers la partie perforée du manchon 5. Lorsque les perforations 7 sont de sections égales et lorsque la partie 9 du manchon 5 qui est engagée dans l'alésage 3 présente une surface intérieure tronconique comme indiquée à la figure 4r la résine est répartie de façon sensiblement régulière le long de la paroi 8 de l'alésage 3 et entre les différentes lamelles 2. La progression de la résine 6 entre les lamelles 2 est stoppé. en arrtant la clreulation d'air 19. Cet arrêt intervient, par exemple, lorsque de la résine est décelée à la surface extérieure de l'empilage 1 entre l'une des paires de lamelles. On retire enauite sans attendre, le manchon 5 de l' > lésage 3, on introduit dans ce dernier l'arbre du rotor et on laisse polymériser la résine 6. Lorsque cette polymérisation est terminée, on obt ert une excellente solidarisation des différentes lamelles 2 entre elles et avec l'arbre du rotor. On voit en outre sur la figure 5 que l'arbre 21 du rotor ainsi obtenu a une surface extérieure lisse et que son diamètre est légèrement inférieur à celui de l'alésage 30 Ainsi ce dernier peut btre introduit sans effort dans l'alésage 3 et sans abimer la pellicule de résine 6 adhérant i la paroi 8 de l'alésage 3. De plus, le centrage de l'arbre 21 en est facilité. Ainsi que le montre la description précitée, le procédé et le dispositif conformes à l'invention ne nécessitent aucun rivetage des lamelles 2 entre elles, ni aucun striage de l'arbre du rotor, l'assemblage complet étant obtenu au moyen d'une résine. Les rotors ainsi assemblés sont utilisables directement sans aucune opération complémentaire de redressement et d'équilibrage. L'invention permet donc de simplifier la fabrication des rotors pour petits moteurs éleetriques-. Le procédé conforme à l'-nvention peut etre rendu entièrement automatique. En particulier, l'introduction d'une quantité prédéterminée de résine ainsi que la circulation d'air sous pression dans le manchon 5 peuvent être déclenchées suivant des séquences prédéterminéesO On a en outre constaté que les moteurs équipés de rotors conformes à l'invention avaient des perfornances supérieures à celles des moteurs comportant des rotors classiques. En effet, la présence d'une résine entre les lamelles de tôle permet d'accroître la résistance du circuit magnétique aux courants perturbatoires de FoucaultO Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux réallsations qui viennent d'être décrites, En particulier, la forme et les dimensions du manchon tubulaire perforé 5, le diamètre des perforations 7, la nature de la résine 6 utilisée ainsi que les moyens d'introduction de cette dernière dans le manchon 5 peuvent étire adaptés aux diverses réalisations0 De plus, l'invention peut dtre également appliquée à des rotors de petits alternateurs, voire à des empilages de tôles de transformateurs, dam la mesure ou ceux-ci présentent un alésage traversant cet empilage de part en part et permettant l'introduction de la résine, cet alésage étant ensuite occupé par un tirant ou autre pièce destiné à l'obturer. REVENDIC4IONS 1 - Procédé pour la fabrication de rotors pour petits moteurs électriques et autres composants analogues, comprenant l'assemblage d'un empilage de lamelles de tale avec l'arbre du rotor monté dans l'alésage central de l'empilage, caractérisé en ce qu'con introduit dans l'alésage un manchon tubulaire perforé, en ce qu'on fait pénétrer dans ce manchon une quantité prédéterminée de résine qui se polymérise à l'abri de l'air de façon à la faire passer par les perforations du manchon entre les lamelles de l'empilage, après quoi on retire le manchon et on monte l'arbre du rotor dans l'alésage précité. 2 - Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'on introduit en amont des perforations la résine à l'état liquide et en ce qu'on pousse cette dernière vers les perforations au moyen d'une circulation de gaz sous pression. 3 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la résine polymérisable à l'abri de l'air utilisée est composée de diesters polyacrylique de viscosité égale à 125 centipoises environ. 4 - Procédé conforme à l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la circulation de gaz est obtenue en envoyant dans le manchon de l'air sous/pression comprise entre 2,5 et 3,5 bars. 5 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce quril comporte un manchon tubulaire fermé à l'une de ses extrémités, comprenant sur sa partie destinée à dtre introduite dans l'alésage central de l'empilage de lamelles de tale, des perforations de sections égales, ces perforations étant régulièrement réparties sur l'ensemble de la partie précitée. 6 - Dispositif conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que ladite partie du manchon comporte au moins autant de perforations que d'interfaces entre les lamelles et en ce que ces perforations sont disposées en regard de ces interfaces. 7 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite partie du manchon a une surface intérieure tronconique, la section de la grande base étant égale à la somme des sections des perforations et la section de la petite base étant égale à la section d'une perforation. 8 - Dispositif conforme à prune quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le manchon communique avec un appareil permettant l'introduction d'une quantité prédéterminée de résine et avec une source d'air sous pression0 9 - Rotor pour petits moteurs électriques, caractérisé en ce qu'il est réalisé suivant le procédé ou le dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 80