Brevet FR2378383A1 — publié le 19780818

L'invention concerne un procédé de fabrication de collecteur plat pour moteur électrique, ledit collecteur étant constitué de plaquettes métalliques disposées selon les rayons d'une circonférence et portant des moyens de connexion aux bobinages, ledit procédé comportant au moins une opération de formage des plaquettes et une opération de surmoulage d'un isolant. L'invention concerne en outre le moule pour l'obtention du collecteur. Dans des collecteurs plats du genre comportant des plaquettes métalliques surmoulées sur un disque d'isolant, les plaquettes de passage de courant sont généralement découpées une à une, placées dans un moule et surmoulées avec un isolant du genre bakélite pour réaliser un disque plat présentant des secteurs métalliques séparés sur lesquels viennent se souder ou s'accrocher les fils des bobinages. La connexion des fils du bobinage avec les plaquettes doit, pour présente une bonne fiabilité, être faite par soudage du fil dans un logement prévu dans le bord périphérique de la plaquette, ce qui nécessite un usinage souvent délicat. Lorsque le surmoulage a été réalisé, il faut soumettre la face du collecteur à une rectification afin de dresser parfaitement les surfaces des plaquettes, pour avoir une face de collecteur non voilée.Du fait que les plaquettes sont simplement po- sées dans le fond du moule, elles peuvent être plus ou moins bien plaquées et l'épaisseur à reprendre est relativement importante. Cette opération de surfaçage est conteuse, car les outils utilisés à cet effet s'usent rapidement par suite du travail simultané de l'isolant affleurant entre les plaquettes. affin d'éviter que deux plaquettes voisines ne soient court-circuitées à la longue par le passage des balais sur l'isolant, il est nécessaire de dégager les bords des plaquettes, ce qui nécessite le fraisage d'une entaille dans l'isolant entre les plaquettes. Le procédé connu nécessitait donc un nombre d'opérations important et devant être réalisées sur un matériau difficile à travailler. L'invention vise à l'utilisation d'un procédé de fabrication dans lequel les opérations de fraisage de l'isolant ont été supprimées et celles de surfaçage réduites au minimum. Le procédé de fabrication de collecteur plat pour moteur électrique, ledit collecteur étant constitué de plaquettes métalliques disposées selon les rayons d'une circonférence et portant des moyens de connexion aux bobinages, ledit procédé comportant au moins une opération de formage des plaquettes et une opération de surmoulage d'un isolant est remarquable en ce que l'opération de formage des plaquettes est réalisée par découpage de fentes radiales dans un flanc métallique, le flanc découpé ainsi obtenu est soumis à une opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion surchacune des plaquettes puis la galette, formée des plaquettes reliées par leur bord extérieur, est placée dans un moule pour le surmoulage d'un isolant après quoi la pièce obtenue subit une opération de détourage qui a pour effet de supprimer la zone périphérique reliant les extrémités des plaquettes, le disque formant le collecteur est ensuite soumis à lin surfaçage. Selon des variantes du procédé, I'opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion comporte un premier découpage de la partie centrale du flanc afin de séparer les bases des plaquettes, un découpage d'ergots au sommet des plaquettes pour former des moyens d'accrochage, un pliage à 900 d'une partie des bases des plaquettes et des ergots des sommets, un formage desdites bases et ergots. L'opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion comprend un façonnage d'ergots de fixation, un courbement desdits ergots puis un découpage de la partie centrale du flanc afin de séparer les bases des plaquettes, un façonnage des moyens de connexion au sommet des plaquettes. L'opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion comporte un matriçage d'ergots fixation puis un découpage de la partie centrale du flanc afin de séparer les bases des plaquettes, un pliage à 900 dtune partie des bases des plaquettes, un matriçage des moyens de connexion au sommet des plaquettes et un formage des ergots et des bases des plaquettes. L'opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion comporte le découpage des moyens de connexion pour obtenir un ergot, plié à 900, puis courbé vers la surface de la plaquette, la découpe formée dans le sommet de la plaquette formant le moyen de connexion. Selon une forme ae réalisation, l'ergot est en forme de languette. Le moule pour la mise en oeuvre du procédé présente, sur la partie contre laquelle est placée la galette découpée, des nervures radiales en nombre égal à celui des rainures de la galette et des bossages correspondant aux cavités formant les moyens de connexion, lesdites nervures et bossages coopérant avec lesdites rainures et cavités lors du surmoulage de l'isolant afin que celui-ci reste en retrait par rapport la surface des plaquettes. Le collecteur obtenu par le procédé de l'invention est constitué d'une pièce de révolution présentant perpendiculairement à son axe une face circulaire portant des plaquettes radiales séparées les unes des autres par des sillons, chaque plaquette présentant en coupe au moins un ergot d'accrochage et une cavité formant moyen de connexion. Selon des variantes de l'invention -chaque plaquette présente en coupe au moins une languette d'accrochage et une cavité formant moyen de connexion -chaque plaquette présente en coupe au moins une languette et un ergot d'accrochage et une cavité formant moyen de connexion. La description et les figures, données ci-après à titre d'exemple, permettront de bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure 1 est une vue d'une partie des opérations selon le procédé aboutissant à l'obtention d'une galette découpée, composée des plaquettes du collecteur. La figure 2 est une vue d'une partie des opérations selon une variante du procédé. Les figures 3a, 3b, > g, 3d, 3e et 3f montrent différentes formes d'ergots. ta figure 4 est une vue en coupe d'un collecteur lors de l'opération de détourage. La figure 5 est une vue de la face du moule recevant la galette. La figure 6 est une vue en coupe diamétrale d'un collecteur obtenu par le procédé de l'invention. La figure 7 est une vue en coupe diamétrale d'une deu xième forme de réalisation d'un collecteur. Les figures 1 et 2 montrent une partie des opérations selon le procédé de l'invention. Selon ce procédé, on part d'un flanc métallique, généralement une bande de cuivre qui est présentée sous une presse équipée par exemple d'outils "à suivre" ou progressifs, et après les perçages des contrôles de pas et des ouvertures de pilotage, on procède en une ou plusieurs fois au découpage de fentes radiales aboutissant à l'étape a. Sur les figures 1 et 2, on n'a représenté qu'un quart des fentes. Ces fentes dirigées radialement par rapport au trou de controle de pas délimitent entre elles des secteurs circulaires qui constitueront les plaquettes de collecteur. Les étapes b et c suivantes constituent l'opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion. Ces opérations sont menées pour chacune des plaquettes et ont pour but de former les moyens d'accrochage dans l'isolant et les cavités dans lesquelles seront soudés les fils de bobinage. Selon la succession des étapes présentées par la figure 1, l'étape b consiste en un premier découpage de la partie centrale, ou agrandissement du trou de contrôle de pas à un diamètre légère- ment supérieur à celui des extrémités des fentes. Les bases des plaquettes sont ainsi séparées. Une opération de découpage d'ergots au sommet des plaquettes peut être menée simultanément. La cavité formée par ce découpage sera utilisée comme logement pour le fil de bobinage, logement dans lequel il sera soudé. 'étape c a pour but de plier l'extrémité des bases des plaquettes à 90 pour former une languette.La dernière opération d est un formage de la languette et de l'ergot précédemment découpés aux deux extrémités de la plaquette. Il est conduit de manière que, de préférence, la languette et l'ergot soient courbés l'un vers l'autre, leur extrémité libre se regardant. Â la fin de cette opération, on se trouve donc en possession d'une galette formée par les plaquettes maintenues entre elles par leur somnet solidaire de la partie périphérique du flanc. La galette est séparée de la bande soit par un cisaillage rectiligne donnant alors un carré circonscrit à la galette ou par un cisaillage circulaire d'un diamètre supérieur à celui du diamètre extérieur de la galette. Selon une variante, les étapes b, c, d de l'exemple précédent sont modifiées dans l'exemple de la figure 2. Dans l'étape , on matrice sur chacun des segments circulaires des ergots qui sont ensuite soumis à un formage de manière que leurs extrémités soient courbées. Les figures 3 représentent différentes formes de réalisation de ergot. Selon la figure 3a l'ergot a une forme triangulaire partiellement découpé maintenu par son sommet. La partie qui sera pliée à 900, puis recourbée, comme présenté à la figure 3b, affectera une forme trapézoidale, le grand coté du trapèze servant à l'ancrage dans la matière isolante. Les figures 3c et 3d présentent un ergot à forme triangulaire maintenu à la plaquette par sa base. Seule la pointe courbée (figure )t) maintiendra la plaquette dans l'isolant. La figure 3e montre un ergot réalisé sous forme d'une pastille maintenue par un segment non découpé. La pastille est alors pliée et courbée comme dans les exemples précédents.La figure 3f montre un ergot réalisé sous forme d'une languette. Selon des formes de réalisation non représentées, les ergots sont formés par emboutissage profond et se présentent sous forme de pions. Dans ce cas, la cavité formée en surface est utilisée comme moyen de connexion et le fil de bobinage est amené dans la cavité où il est soudé. Les ergots sont de préférence réalisés vers le bord extérieur des plaquettes, les moyens d'accrochage sur le bord intérieur des plaquettes étant obtenus par pliage de l'extrémité de la plaquette. Toutefois, selon les nécessités techniques, le bord intérieur des plaquettes peut également porter des ergots dont la forme et la disposition sont adaptées au problème à résoudre. L'étape c consiste en un découpage de la partie centrale afin de séparer les bases des plaquettes. Simultanément à cette opération de découpage, peut prendre place la formation des cavités constituant les moyens de connexion. Ces cavité peuvent être formées par matriçage sans découpage, ou par matriçage avec découpage d'un ergot comme dans b, variante précédente. Enfin, l'étape d consiste, dans le cas où il y a découpage d'un ergot, en un pliage à 900 puis un courbement pour former un moyen d'accrochage dans la matière isolante. Comme dans la variante précédente, lorsque l'étape d est terminée, la bande portant la galette est découpée sous forme d'un carré ou d'un disque de diamètre supérieur à celui du diamètre extérieur de la galette. Les opérations ultérieures comportent - le positionnement du flanc carré ou circulaire dans le moule où aura lieu le surmoulage de la matière isolante, - le détourage, le collecteur de moteur est alors placé dans une presse à détourer afin de séparer les plaquettes en faisant chuter le métal reliant les sommets, - le surfaçage, le collecteur est soumis à une-passe mécanique ayant pour but de rectifier l'éventuel voile que peuvent présenter les surfaces des plaquettes. L'opération de détourage peut évidemment être effectuée par tout autre moyen que celui précédemment décrit, et notamment par tournage. Le détourage sera en partie dépendant de l'opéra- tion de surmoulage. En effet, si l'on utilise le flanc carré ou circulaire comme seule surface de contact avec la matière moulable, toute sa surface sera recouverue a'isolant et il faudra alors séparer les plaquettes par tournage. Si par contre, il est prévu lors du moulage d'équiper le moule d'une bague circulaire d'un diamètre intérieur légèrement inférieur à celui du diamètre extérieur des plaquettes, limitant l'écoulement de la matière de moulage afin de ne pas recouvrir la partie métallique maintenant les plaquettes, ladite partie débordera du bord du collecteur moulé.C'est le cas représenté par la figure 4.Le collecteur 9, constitué d'un corps isolant 4 dans lequel sont moulées les plaquettes 5, est placé sur le poinçon d'une presse en regard d'une matrice d'un diamètre correspondant au diamètre du collecteur, la coopération des deux outils produit le découpage de la partie 6 qui reliait le sommet des plaquettes. Afin d'éviter que l'isolant ne soit au meme niveau que la surface des plaquettes, le surmoulage de l'isolant est fait dans un moule particulier. La face du moule recevant la galette, représentée figure 5, présente des nervures radiales 16 correspondant aux fentes découpées dans le flanc. De manière semblable, des bossages 17, correspondant aux cavités formant les moyens de connexion, sont prévus à la périphérie de l'espace délimité par les nervures. Lorsque le flanc découpé est placé dans le moule, les nervures viennent se placer dans les fentes et les bossages dans les cavités, empochant que la matière moulable ne remplisse la totalité des creux. Selon une forme de réalisation, les nervures ont quelques dixièmes de millimètres de hauteur (par exemple 5/10 mm), ce qui permet d'obtenir, lors du moulage et sans opération ultérieure, un sillon d'une profondeur en rapport avec la hauteur des nervures du moule séparant les plaquettes. Les bossages coopérant avec les cavités sont générale ment de dimensions telles qu'ils forment dans l'isolant du collecteur des passages 7 transversaux par lesquels seront introduits les fils des bobinages qui seront soudés sur la plaquette. Les figures 6, 7 montrent les coupes partielles diamétrales de collecteurs réalisés selon le procédé de l'invention. La figure 6 représente une plaquette maintenue par deux ergots 8 et 9. Le sommet de la plaquette présente une cavité 10 non ouverte, constituant le moyen de connexion et dans laquelle sera soudé le fil de connexion du bobinage, le fil passant par le bord du collecteur. La figure 7 est une plaquette dans laquelle les moyens d'accrochage sont formés par des languettes 11 et 12. La languette Il est formée par la base de la plaquette repliée et la languette 12 par découpage dans le sommet de la plaquette. Ce découpage est prolongé par un passage réservé dans l'isolant pour le fil de bobinage dont l'extrémité vient se souder sur les parois métalliquels formées par les bords 13 et la languette 12. Il est compréhensible qu'une même plaquette peut porter des moyens d'accrochage par languette et par ergot ou que des plaquettes différentes peuvent porter des moyens d'accrochage différant de l'une à l'autre. La répartition de ces moyens est une affaire de dimensions de plaquettes et de tenue aux efforts et est déterminée expérimentalement par l'homme de l'art selon le problème à résoudre. I Les exemples de mise en oeuvre du procédé utilisent des opérations d'usinage faisant appel à la technique du matriçage découpage et matriçage estampage, il est bien entendu que le même procédé peut être utilisé par exemple avec des découpages par jet abrasif, par électro-usinage ou autres, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVEEDIC:IONS 1. Procédé de fabrication de collecteur plat pour moteur électrique, ledit collecteur étant constitué de plaquettes métalliques disposées selon les rayons d'une circonférence et portant des moyens de connexion aux bobinages, ledit procédé comportant au moins une opération de formage des plaquettes et une opération de surmoulage d'un isolant, caractérisé en ce que l'o- pération de formage des plaquettes est réalisée par découpage de fentes radiales dans un flanc métallique, le flanc découpé ainsi obtenu est soumis à une opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion su chacune des plaquettes puis la galette, formée des plaquettes reliées par leur bord extérieur, est placée dans un moule pour le surmoulage d'un isolant après quoi la pièce obtenue subit une opération de détourage qui a pour effet de supprimer la zone périphérique reliant les extrémités des plaquettes, le disque formant le collecteur est ensuite soumis à un surfaçage. 2. Procédé de fabrication de collecteur plat pour moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion comporte un premier découpage de la partie centrale du flanc afin de séparer les bases des plaquettes, un découpage d'ergots au sommet des plaquettes pour former des moyens d'accrochage, un pliage à 900 d'une partie des bases des plaquettes et des ergots des sommets, un formage- desdites bases et ergots. 3. Procédé de fabrication de collecteur plat pour moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion comprend un façonnage d'ergots de fixation, un courbement desdits ergots puis un découpage de la partie centrale du flanc afin de séparer les bases des plaquettes, un façonnage des moyens de connexion au sommet des plaquettes. 4. Procédé de fabrication de collecteur plat pour moteur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion comporte un matriçage d'ergots de fixation puis un découpage de la partie centrale du flanc afin de séparer les bases des plaquettes, un pliage à 900 dtune partie des bases des plaquettes, un matriçage des moyens de connexion au sommet des plaquettes et un formage des ergots et des bases de plaquettes. 5. Procédé de fabrication de collecteur plat pour moteur électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'opération de formation des moyens d'accrochage et de connexion comporte le découpage des moyens de connexion pour obtenir un ergot, plié à 90 , puis courbé vers la surface de la plaquette, la découpe formée dans le sommet de la plaquette formant le moyen de connexion. 6. Moule pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 5,- caractérisé en ce qu il présente, sur la partie contre laquelle est placée la galette découpée, des nervures radiales en nombre égal à celui des rainures de la galette et des bossages correspondant aux cavités formant les moyens de connexion, lesdites nervures et bossages coopérant avec lesdites rainures et cavités lors du surmoulage de l'isolant afin que celui-ci reste en retrait par rapport à la surface des plaquettes. 7. Collecteur obtenu par le procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une pièce de révolution présentant perpendiculairement à son axe une face circulaire portant des plaquettes radiales séparées les unes des autres par des sillons, chaque plaquette présentant en coupe au moins un ergot d'accrochage et une cavité formant moyen de connexion. 8. Collecteur obtenu par le procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une pièce de révolution présentant perpendiculairement à son axe une face circulaire portant des plaquettes radiales séparées les unes des autres par des sillons, chaque plaquette présentant en coupe au moins une languette d'accrochage et une cavité formant moyen de connexion. 9. Collecteur obtenu par le procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une pièce de révolution présentant perpendiculairement à son axe une face circulaire portant des plaquettes radiales séparées les unes des autres par des sillons, chaque plaquette présentant en coupe au moins une languette et un ergot d'accrochage et une cavité formant moyen de connexion.