Brevet FR2228311A1 — publié le 19741129

La présente invention concerne les commutateurs de machines électriques,plus particulièrement de moteurs électriques mais également de dynamos ou autres machines qu'il est nécessaire d1alitp.eiter e courant électrique ou pouvant recevoir le courant drun rotor, dont la commutation est nécessaire. Dans la réalisation des commutateurs de moteurs et autres machines électriques analogues, il est nécessaire d'obtenir une excellente connexion électrique et mécanique entre les conducteurs de raccordement, par exemple les extrémités d'enroulements, et les segments du cor,mutateur. I1 est habituel d'obtenir ce résultat par division ou autre mode de réalisation des segments de commutateur afin de maintenir mécaniquement les conducteurs et assurer une bonne connexion électrique à I'aide de soudage par résistance ou par un alliage. La nécessité de constItuer fils segments de commutateur pour maintenir les conducteurs de façon rialwle et réaliser les interruptions saines de connexion électrique dans la realisat.en du commutateur, ainsi que d'un faible prix de revient présentent une grande importance. L'invention a donc pour objet un commitateur dans lequel la complexité des opérations, telles qu'indiquées ci-dessus, est réduite au moins à un certain degré, avec un prix de revient abaissé Ce nouveau commutateur de machine électrique est caractérisé par un noyau cylindrique en matière diélectrique adapté au montage sur l'arbre de la machine, par des rainures orientées axialement agences k ia surface extérieure de ce noyau, par des conducteurs de connexion, par des segments de commutation, répartis sur ce noyau et dont chacun est placé dates une rainure et par des éléments de connexion électrique desdits conducteurs auxdits segments. De préférence les rainures ont une profondeur qui est gale à l'épaisseur des conducteurs, de sorte que les segments d commu':ations répartis autour du noyau cylindrique, sont au contact d-un conducteur respectif. Avantageusement, les éléments de connexion des conducteurs peuvent entre constitués par une pâte conductrice comprenant une suspension d'argent dans l'acétate de butyle. Le noyau cylindrique peut titre muni, dans la zone d'une extremité, d'une bride annulaire s'étendant radialement vers l'extérieur et agencé pour fixer une extrémité de segments. De préférence, l'autre extrémité de segments peut etre maintenue convenablement par assujettissement sur l'extrémité du noyau. D'autres objets et avantages de invention sueront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple préféra de réalisation, et du dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un commutateur selon l'invention, les fils de connexion étant supprimés pour simplifier la représentation, - la figure 2 est une coupe longitudinale, 9 échelle réduite du commutateur de la figure 1, un fil connecteur étant monté, et - la figure 3 est une coupe transversale d'une partie du connecteur, selon la ligne III-III de la figure 2, une pate électroconductrice étant appliquée sur le noyau. Le commutateur représenté, comporte un noyau cylindrique 1 en matière plastique, dans lequel sont ménagées trois rainures 2, en direction axiale sur sa paroi cylindrique extérieure 4, et dans lesquelles les fils connecteurs 3 sont placés. Un alésage axial 5 est ménagé dans ce noyau et reçoit l'arbre 6 de la machine électrique associée. Ce noyau est calé sur l'arbre 6 avec lequel il tourne, et, à cette fin, y est collé ou claveté. En variante, particulièrement dans le cas de petites machines, le calage sur l'arbre 6 peut etre réalisé par assujettissement mutuel serré. Une bride extérieure 8 est constituée vers l'extrémité du noyau 1 et comporte trois fentes 9, allant de sa périphérie jusqu'aux extrémités des rainures 2, afin de prolonger celles-ci vers l'extérieur. Les fonds de ces fentes 9 sont élargis extérieurement, en constituant une section de fente en forme de T, et servant à maintenir les segments ll de commutation, comme indiqué plus en détail dans la suite. L'extrémité du noyau fait saillie sur la bride 8 selon une partie 12 de diamètre suffisamment réduit pour ne pas interférer avec les conducteurs 3 placés dans les rainures. Les segments 11 de commutation sont découpés ou poinçonnés dans une bande de cuivre et comprennent une partie 1 de segment proprement dit, comportant une saillie 15 située au milieu de cette partie. Dans le commutateur assemblé, ces saillies 15 sont introduites dans la partie elargie 10 et ainsi y sont maintenues radialement. Un chapeau 17 est placé sur l'extrémité du noyau, à l'opposé de la bride 8. Ce chapeau forme un couvercle, à ouverture centrale 18 de passage de l'arbre 6, et ayant un évidement dont le diamètre assure son assujettissement sur les extrémités correspondantes des segments, lesquels sont ainsi maintenus entre ces chapeau et bride. Une patte conductrice 20, représentée sur les figures 2 et 3, assure le contact électrique correct entre les conducteurs 3 et les segments 11. Cette pate est avantageusement une suspension d'argent dans un support ou solvant d'acétate de butyle, telle que vendue par la firme EMERSON & CUMMINGS en Grande-Bretagne, sous la marque "ECCOCQAT CC2". L'assemblage du commutateur à partir des éléments décrits ci-dessus est effectué comme suit. On admettra en premier lieu, dans cette description, que le commutateur est relié aux enroulements d'armature d'un moteur électrique. Pour cet assemblage, l'armature a été constituée et les extrémités des conducteurs 3 des enroulements ont la longueur nécessaire à la connexion. Le-noyau 1, ainsi que le chapeau 17, sont moulés en matière plastique et les segments 11 sont découpés ou poinçonnés dans des bandes de cuivre. Dans cette dernière opération, la bande recoit la courbure nécessaire; des parties de celle-ci sont enlevées pour former les saillies 15, puis les segments sont séparés. Dans l'assemblage proprement dit, le noyau 1 est enfoncé sur l'arbre 6 et y est calé de manière convenable. Les conducteurs 3 sont alors repoussés dans les fentes 9 et la bride 8 pour reposer dans les rainures 2. Les conducteurs 3 ont une épaisseur egale à la profondeur des rainures afin de maintenir les fils 19 en contact avec les segments. L'émaillage d'isolement des fils 3 est enlevé par grattage pour les dénuder et assurer le contact avec la pate conductrice 20, telle que décrite plus haut, et qui est appliquée sur les fils dénudés et/ou les surfaces concaves des segments 11, Ces segments sont alors placés sur le noyau 1, leurs saillies 15 étant enfoncées dans les parties élargies 10 des fentes 9 de la bride 8. Finalement, le chapeau 17 est repoussé sur l'extrémité du chapeau 11 à l'op- posé des saillies 15 pour achever la fixation des segments. Le commutateur est alors terminé et pret à l'emploi, après séchage suffisant de la pflte conductrice. I1 est évident que des modifications peuvent etre apportées à la réalisation décrite, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Par exemple, ce commutateur qui est décrit pour une armature de moteur électrique, peut etre utilisé dans toute autre machine où la commutation est nécessaire pour l'alimentation ou le prélèvement du courant électrique sur un rotor. Ces machines comprennent les dynamos et autres génératrices. Le chapeau 17 peut etre muni d'éléments de fixation des segments 11. Par exemple, avec des segments munis de saillies 15 è leurs deux extrémités, des saillies d'extrémités correspondant au chapeau peuvent etre introduites dans des évidements ou ouvertures de celui-ci. Les fentes 9 et la bride 8 peuvent etre supprimées, les saillies 15 s'adaptant alors dans des ouvertures de la bride, à travers lesquelles les conducteurs peuvent etre également insérés. Toute pate électroconductrice convenable peut etre utilisée, qui présenterait par exemple des caractéristiques d'adhésivité plus élevée. On peut utiliser une pflte qui se stabilise à l'état solide, ou encore qui conserve sa plasticité. Une pâte de durcissement relatif, ma-is conservant l'élasticité ou la flexibilité, peut etre particulierement convenable. La forme exacte de l'extrémité, comportant une bride,du noyau 1, peut etre modifiée, par exemple en supprimant la saillie 12. Par ailleurs, les fils simples 3 peuvent etre remplacés par au moins deux fi.s, torsadés mutuellement de manière adéquate. REVE D ICAT IONS 1. Commutateur de machine électrique caractérisé par un noyau cylindrique-en matière diélectrique adapté au montage sur l'arbre de la machine, par des rainures orientées axialement agencées à la surface extérieure de ce noyau, par des conducteurs de connexion, par des segments de commutation, répartis sur ce noyau et dont chacun est placé dans une rainure et par des éléments de connexion électrique desdits conducteurs auxdits segments. 2. Commutateur selon la revendication 1, dans lequel les rainures ont une profondeur qui est égale à l'épaisseur des conducteurs, de sorte que les segments de commutation, répartis autour du noyau cylindrique, sont au contact d'un conducteur respectif. 3. Commutateur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits éléments de connexion électrique sont constitués par une p2te conductrice. 4. Commutateur selon la revendication 3, dans lequel ladite pate est une suspension d'argent dans un support ou solvant 5. Commutateur selon la revendication 4, dans lequel le solvant est l'acétate de butyle. 6. Commutateur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le noyau cylindrique, comporte, dans la région d'une extrémité, une bride annulaire s'étendant radialement vers l'extérieur et dans laquelle sont ménagées des fentes radiales, allant de sa périphérie vers les extrémités des rainures du noyau. 7. Commutateur selon la revendication 6, dans lequel la bride comporte des éléments de maintien des extrémités des segments de commutation. 8. Commutateur selon la revendication 7, dans lequel les fentes sont élargies vers les rainures et coopèrent avec des saillies des segments pour retenir une de leurs extrémités, contre tout déplacement radial. 9. Commutateur selon la revendication 8, dans lequel les autres extrémités des segments sont maintenues par un chapeau, ou couvercle, assujetti sur l'extrémité du noyau et ces autres extrémités de segments.