Brevet FR2261636A1 — publié le 19750912

La présente invention concerne un procédé de fabrication de collecteurs de machines électriques tournantes, plus particulièrement destinés aux machines de petites dimensions. les collecteurs des machines électriques tournantes sont généralement constitués par une pluralité de lames de cuivre isolées électriquement les unes des autres et disposées de manière à former un cylindre apte à être calé suer l'arbre du rotor de la dite machine. Ces lames peuvent être découpées et assemblées manuellement avec interposition de matière isolante telle que le mica ou similaire. Cet assemblage est ensuite mis dans une bague- de métal, et la tenue de l'assemblage est assuré par l'inåection d'une matière isolante qui assure la retenue des lames grace à-des crochets prévus lors de la découpe de ces dernières et qui sont noyés dans la matière injectée. Le collecteur est ensuite monté sur l'arbre du rotor de la machine électrique après avoir subi diverses opérations d'usinage et avoir été éventuellement équipé d'un moyeu métallique. Un autre procédé consiste à utiliser un tube cannelé dont le diamètre extérieur correspond au diamètre extérieur du collecteur et qui est tronçonné en éléments dJune longueur correspondant à celle du collecteur. Les pièces tronçonnées sont ensuite usinées pour formation des crochets intérieurs permettant l'accrochage de la partie conductrice dans de la matière isolante injectée dans l'alésage de l'élément considéré. Après injection, une opération d'usinage consiste à fraiser le tube métallique conducteur de façon à le séparer en segments graux dont chacun correspondant à l'une des cannelures intérieures consHtue l'une des lames du collecteur. La largeur laissée entre chaque segment par l'épaisseur de la fraise constitue l'isolement des lames entre elles. Il faut noter que cette opération de frai sage n'est réalisable que si un repérage des cannelures intérieures a été fait dans la surface extérieur du tube, les cannelures devant, en effet,8tre rigoureusement centrées sous chaque lame. On comprendra aisément que chaque type de collecteur nécessite un type particulier de tube cannele ce qui impose un stockage important de tubes de caractéristiques différentes. En outre, le menagement des crochets à l'intérieur a'un tube par déformation des extrémités des cannelures de chaque élément de tube, exclut l'utilisation de ce procédé pour la réalisation de collecteurs de tout petit diamètre. D'autres procédés consistent à utiliser soit un tube lisse fermé ou ouvert, soit un feuillard roulé, à l'intérieur duquel on réalise des cannelures aux caractéristiques désirées. Naturellement, ce procédé rencontre les mêmes difficultés que celui précité. On conçoit aisément que l'assemblage des lames selon le premier des procédés cités s'oppose à une automatisation complète de la fabrication des collecteurs ou nécessiterait l'emploi d'un matériel important onéreux et aux possibilités limitées en nombre de lames et dimensions de collecteurs. Les inconvénients liés à l'utilisation des autres procédés ont été exposés préalablement et constituent eux aussi des obstacles à une automatisation complète de la fabrication de ces collecteurs. En outre, le moulage de la matière isolante et l'échauff e- ment prolongé à une température élevée nécessitée par sa cuisson, présentent l'inconvénient d'aboutir à diminuer la dureté du métal, dans lequel sont constituées les lames du collecteur qui sont généralement en cuivre du fait que ce dernier est alors recuit. la présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients A cet effet, le procédé qu'elle concerne consiste à réaliser, d'une part, un tronçon tubulaire en métal conducteur tel que le cuivre, de diamètre extérieur égal au diamètre du collecteur à réaliser, de longueur égale à celle du dit collecteur, et d'épaisseur égale à celle correspondant à l'usure envisagée et, d'autre part,- un tronçon tubulaire en matière isolante rigide dont le diamètre extérieur est rigoureusement inférieur à l'alésage du tronçon tubulaire métallique précité, puis à assembler ces deux éléments coaxialement au moyen d'une colle isolante, et enfin à découper le tronçon tubulaire métallique en segments égaux dont chacun correspond à l'une des lames du collecteur à réaliser. Une colle convenant parfaitement à la réalisation de cet assemblage est une résine polyacrylique qui présente l'avantage de se polymériser à la température ambiante et en l'absence d'air en quelques heures, ou en quelques minutes à des températures de 100 à 1300C. Le tronçon tubulaire métallique peut être réalisé par tronçonnage d1un tube métallique ouvert ou fermé, ou encore par roulage d'un feuillard dont les dimensions correspondent à celles du tronçon tubulaire que l'on désire obtenir. Le tronçon tubulaire en matière isolante rigide est avantageusement réalisé par moulage d'une matière plastique thermodurcissable telle qu'une résine époxyde. Le découpage en segments égaux du tronçon métallique peut être réalisé soit par fraisage, soit à la presse. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé, représentant à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de ce collecteur Figures 1 et 2 sont des vues respectivement en bout et en coupe axiale suivant 2-2 de figure 1 d'un collecteur cylindrique réalisé selon l'invention ; Figures 3 et 4 sont des vues respectivement en bout et en coupe suivant 4-4 de figure 3 d'un collecteur planaire réalisé selon l'invention. le collecteur illustré par les figures 1 et 2 a été réalisé à partir d'un élément tubulaire 2 découpé dans un tube de cuivre e et fixé au moyen d'une colle 5 à base de résine polyacrylique à un élément tubulaire intérieur 4 en matière isolante rigide. Cet élément tubulaire intérieur 4 est avantageusement réalisé par moulage d'une matière plastique thermodurcissable telle qu' une résine époxyde. Cette colle qui peut sécher ou se polyméri- ser en quelques heures à température ambiante et en l'absence d'air, ou encore en quelques minutes à une température db llor- dre de 100 à 1300C évite tout échauffement excessif du tube 2 qui pourrait modifier les caractéristiques mécaniques du cuivre. La température du joint adhésif peut supporter une marche continue de 2000 sans détérioration. En cours de fonctionnement, la température atteinte pas les collecteurs est de 800 à 1000 environ. Après assemblage des éléments tubulaires 2 et 4, sont réalisées les opérations d'usinage qui permettent, d'une part, de découper, dans l'élément tubulaire 2, par fraisage ou à la presse, des segments égaux dont chacun constitue une lame du collecteur et séparé de son voisin par un intervalle 5 constituant l'isolement par air de chaque lame, et d'autre part, à ménager à l'extrémité de chaque lame 2a ainsi obtenue une patte recourbée 2b destinée à recevoir la connexion de l'une des extrémités de l'une des bobines du rotor auquel est associé ce collecteur. L'alésage de l'élément tubulaire intérieur isolant 4 peut être prévu de manière à être emmanché directement sur l'arbre du rotor de la machine électrique à laquelle est destiné ce collecteur. Il peut tout aussi bien être équipé d'un moyeu métallique en acier ou similaire. On conçoit aisément que cette disposition non seulement évite tout recuit du cuivre constituant les lames du collecteur, mais présente, en outre, l'avantage de permettre la réalisation simple et automatique de collecteurs même de toutes petites dimensions. On conçoit aisément que la fabrication des collecteurs par mise en oeuvre de ce procédé permet une automatisation complète de la fabrication, quelles que soient les séries, n'exige que de faibles moyens de mise en oeuvre constitués par des machines d'encombrement réduit. En outre, les parties conductrices et isolantes peuvent être réalisées à partir d'éléments simples, ne requérant aucun délai de livraison, dont la fabrication peut facilement être confiée à des soustraitants. Ce procédé permet donc aussi de réduire considérablement les délais de fabrication et rend celle-ci beaucoup plus simple et par conséquent, beaucoup plus adaptable aux différents types de collecteurs. Les figures 3 et 4 du dessin illustrent un autre type de collecteur et plus précisément un collecteur du type planaire. Dans ce collecteur, les galets associés à ce collecteur lui sont appliqués axialement au lieu de l'être radialement comme dans le collecteur cylindrique de l'ensemble des figures 1 et 2. Dans cet exemple, les différents éléments ou organes sont désignés par les mêmes références que leurs homologues de l'exemple précédent, affectées de l'indice "prime". On retrouve donc l'élément tubulaire extérieur 2', l'élément tubulaire intérieur 4', la couche 3' de colle ayant servi à leur assemblage, les intervalles 5' entre les lames 2'a de ce collecteur, et les pattes 2'b prévues pour les connexions des extrémités des bobines du rotor. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls modes de mise en oeuvre de ce procédé qui a été décrit ci-dessus, à titre d'exemples non limitatifs, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1. - Procédé de fabrication de collecteurs de machines électriques tournantes, caractérisE en ce qu'il consiste à réaliser, d'une part, un tronçon tubulaire en métal conducteur tel que le cuivre, de diamètre extérieur égal au diamètre du collecteur à réaliser, de longueur égale à celle du dit collecteur, et d'épaisseur égale à celle correspondant à l'usure envisagée et, d'autre part, un tronçon tubulaire en matière isolante rigide dont le diamètre extérieur est rigoureusement inférieur à l'alésage du tronçon tubulaire métallique précité, puis à assembler ces deux éléments coaxialement au moyen d'une colle isolante, et enfin à découper le tronçon tubulaire métallique en segments égaux dont chacun correspond à l'une des lames du collecteur à réaliser. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la colle servant à l'assemblage des deux tronçons tubulaires de métal et de matière isolante est une résiné polyacrylique. 3. - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon tubulaire métallique est réalisé par tronçonnage d'un tube métallique ouvert ou fermé. 4. - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le tronçon tubulaire métallique est réalisé par roulage d'un feuillard dont les dimensions sont prédéterminées pour,qu'après roulage, on obtienne un tronçon tubulaire de la dimension désirée. 5. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tronçon tubulaire isolant est réalisé par moulage d'une matière plastique thermo-durcissable telle qu'une résine époxyde. 6. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le découpage en segments égaux du tronçon tubulaire métallique est réalisé par fraisage. 7. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le découpage en segments égaux du tronçon tubulaire métallique est réalisé à la presse.