Brevet FR2363927A1 — publié le 19780331

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un ensemble d'induit de machine dynamo-électrique, ainsi que l'ensemble d'induit lui-m#me. Il a déjà été proposé de fabriquer un ensemble d'induit de machine dynamo-électrique, particulièrement d'un moteur de démarrage de véhicule automobile, en introduisant des parties de conducteurs ou des boucles de l'enroulement d'induit dans des fentes de son noyau. Cette opération est suivie par le torsadage des boucles pour les aligner en position angulaire correcte par rapport aux lames d'un collecteur cylindrique. Ensuite, le collecteur, dont la surface périphérique d'appui des balais n'est pas usinée à ce moment, est enfilé sur l'arbre de l'ensemble d'induit et les boucles sont introduites et serties dans des fentes de parties en saillie sur la surface d'appui des balais des lames du collecteur. Les connexions entre les boucles et les fentes sont ensuite décapées et soudées.Ensuite, l'ensemble de l'induit, å l'exception de I1 extrémité de l'arbre opposé au collecteur, est verni pour isoler les boucles, pour isoler par imprégnation la matière utilisée dans l'ensemble d'induit et remplir les cavités afin d'éviter la pénétration d'eau, de-poussières des balais et autres contaminants possibles. Après l'opération de vernissage, l'extrémité de l'arbre où se trouve le collecteur est brossée pour éliminer le vernis, le diamètre-extérieur du noyau est tourné,#s extrémités des boucles sont coupées et le diamètre extérieur du collecteur cylindrique est tourné en utilisant un outil à coupe rapide (le tout en une seule opération). Enfin, le diamètre extérieur du collecteur cylindrique est tourne avec un outil au diamant et l'ensemble résultant est finalement nettoyé pour éliminer les copeaux accumulés résultant des opérations de tournage. Ce procédé de fabrication d'un ensemble d'induit nécessite un grand nombre de phases et implique un certain nombre d'opérations de nettoyage ainsi que l'utilisation de lames de collecteur en raison de la nécessité de prévoir des parties en saillie pour éviter une surchauffe de la surface du collecteur contre laquelle les balais doivent s'appuyer. L'invention concerne donc un procédé de fabrication d'un ensemble d'induit selon lequel le nombre des opérations est réduit, ce qui conduit à une fabrication plus économique que le procédé antérieur décrit ci-dessus. Selon ce procédé de fabrication d'un ensemble d'induit de machine dynamo-électrique, des parties de conducteurs de l'enroulement d'induit sont reliées électriquement et mécaniquement aux lames de collecteur selon une technique de soudage par ultrasons ou autre technique de soudage localisé. Grâce à la mise en oeuvre d'une technique de soudage aux ultrasons ou autre technique de soudage localisé, il ne se produit aucun effet de chauffage global qui pourrait entraînes une surchauffe locale des lames du collecteur, ou un étalement de métal fondu. Ainsi, l'opération de nettoyage après l'opération de soudage devient inutile car aucun étalement ne se produit et il n'y a pas lieu d'enlever du décapant du collecteur. Il est préférable d'utiliser un procédé de soudage par ultrasons car cela produit l'effet de chauffage le plus localisé0 Il est ainsi possible d'utiliser un collecteur qui a été usiné préalablement au diamètre extérieur correct. Le procédé selon l'invention comporte de préférence une opération de montage sur l'arbre de l'ensemble d'induit d'un collecteur constitué par des lames dont les surfaces extérieures d'appui des balais ont été préalablement usinées. De préférence également, le procédé comporte une opération d'application d'un vernis ou autre matière isolante de l'électricité sur les parties de conducteur qui ont été soudées par ultrasons par exemple par une opération d'immersion pendant que l'ensemble d'induit tourne, ce qui permet d'éliminer l'opération de nettoyage destinée à enlever le vernis aux endroits qu'il n'y a pas lieu de protéger. Le procédé selon l'invention s'applique à un ensemble d'induit avec un collecteur cylindrique ou un collecteur plat. L'invention concerne donc un procédé de fabrication d'un ensemble d'induit de machine électrique tournante, consistant essentiellement à usiner la surface d'appui des balais d'un collecteur, à monter le collecteur déjà usiné sur un arbre d'induit et à relier mécaniquement et électriquement des conducteurs de l'enroulement d'induit sur les lames du collecteur, par une opération de soudage aux ultrasons ou autre opération de soudage localisé, mais de préférence aux ultrasons. L'invention concerne également un ensemble d'induit dont les conducteurs de plusieurs enroulements sont reliés mécaniquement et électriquement aux lames du collecteur par une opération de soudage aux ultrasons ou autre opération de soudage localisé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant au dessin annexés sur lequel La fig. 1 est une vue schématique en bout d'une partie d'un ensemble de collecteur et de conducteurs d'enroulements d'un premier mode de réalisation d'un ensemble d'induit selon l'invention, La fig. 2 est une sue similaire à celle de la fig.I, il- lustrant un second mode de réalisation, la fig. 3 est une vue similaire à celle de la fig. i, illustrant un troisième mode de réalisation, La fig. 4 est une vue similaire à celle de la fig. 1 illustrant un quatrième mode de réalisation, La fig. 5 est une vue similaire à celle de la fig. 1, illustrant un cinquième mode de réalisation, et La fig. 6 est une sue schématique en perspective d'une extrémité d'un ensemble d'induit selon l'invention, comportant le collecteur et les conducteurs d'enroulements du mode de réalisation de-la fig. 1. Au cours de la fabrication d'un ensemble d'induit, un noyau C monté sur l'arbre S (fig. 6) reçoit plusieurs enroulements, de la manière habituelle, en produisant ainsi des boucles ou des conducteurs 10 qui doivent titre reliés électriquement et mécaniquement aux lames 11, de la manière qui sera décrite ci-après. Après la réalisation des enroulements, les conducteurs 10 sont enfilés dans des encoches 13 du noyau C et sont repliés pour etre amenés dans la position angulaire correcte en vue de leur fixation sur les lames 11. Ensuite, le collecteur 12 est monté sur l'arbre S de la manière habituelle, de manière à tourner avec lui. Mais, contrairement à la pratique courante, la surface extérieure du collecteur 12 contre laquelle s'appuient les balais en utilisation a été usinée préalablement, avec comme référence le diamètre de l'alésage 14 destiné à recevoir l'ar bre S.Quand le collecteur 12 est monté correctement en position sur l'arbre S, les paires de conducteurs 10 sont disposées en face de ces lames Il. Dans le mode de réalisation des fig. I et 6, les conducteurs 10 de chaque paire sont placés l'un audessus de l'autre les extrémités en boucle des conducteurs 10 sont maintenues momentanément dans cette position, ainsi qu'en alignement correct sur les lames respectives 11, dans des encoches d'un disque, non représenté, qui est tourné pas à pas avec l'ensemble d'induit, de manière à amener successivement les paires de conducteurs sous une tête de soudage aux ultrasons (également non représentée) afin de fixer les conducteurs 10 sur les lames 11* La rotation pas à pas de l'induit pour la fixation des conducteurs sur les lames de collecteur est déjà connue et ne sera pas décrite plus en détail. Quand 11 opération de soudage aux ultrasons est effectuée, le disque à encoches est enlevé des conducteurs 10.Dans ce mode de réalisation, le soudage aux ultrasons est effectué au moyen d'une machine de soudage de 4 kW fournie par Branson Ultrasonic Corporation de Danbury, Connecticut, Etats-Unis d1Amérique. Une pointe de soudage aux ultrasons est appliquée sur le conducteur 10 supérieur de chaque paire, et une force de 75 à 125 kg est appliquée. Une fréquence ultrasonore de 8 à 10 loez est appliquée pendant 0,5 à 2 secondes. Pendant cette opération de soudage aux ultrasons, le conducteur 10 supérieur est d'abord soudé sur le conducteur 10 inférieur de chaque paire, puis le conducteur inférieur 10 est soudé par ultrasons sur la lame 11.L'opération de soudage aux ultrasons est effectuée avec un chauffage extrêmement to- calisé, produit par le mouvement relatif entre les pièces soudées, sans étalement de soudure. Ainsi, la surface d'appui des balais, déjà usinée du collecteur 12, n1 est pas endommagée pendant llo- aération de soudage. Dans le but d'éviter tout étalement laté- ral des conducteurs 10, il est préférable d'effectuer l'opération de soudage aux ultrasons en utilisant un calibre qui e- vite cet étalement latéral. Après l'opération de soudage aux ultrasons, les extrémités en boucle des conducteurs 10 sont coupées en même temps que le diamètre extérieur du noyau C est tourné. Ensuite, les conducteurs 10 sont recouverus localement de vernis, par immersion pendant que l'induit tourne. Aucune autre opération de nettoyage n'est nécessaire comme dans le cas des procédés classiques faisant intervenir un soudage des conducteurs sur des parties en saillie des lames de collecteur. Dans l'exemple décrit ci-dessus, les conducteurs 10 sont placés l'un au-dessus de Autre. il est possible de connecter ces conducteurs 10 dans d'autres dispositions, comme le montrent les fig. 2 à 5. Selon la fig. 2, les conducteurs 10 de chaque paire sont disposés#c8té à côte, de sorte que chacun d'entre eux s'appuie contre la lame Il correspondante. Dans ce mode de réalisation, pour faciliter le maintien des conducteurs 10 en position d'appui mutuel, la surface de chaque lame Il comporte un logement 15 incurve, et localisé, seulement sur une partie limitée de la longueur de chaque lame. Selon la fig. 3, chaque lame 11 comporte un logement 16 qui reçoit l'un au moins des conducteurs 10 qui sont placés l'un au-dessus de l'autre. Dans le mode de réalisation de la fig. 4, les conducteurs 10 sont disposés côte à cote, l'un audessus de l'autre, de manière à augmenter la surface de contact entre les conducteurs de chaque paire, et la lame Il correspondante. Enfin, selon la fig. 5, les extrémités de chaque conducteur 10 sont préalablement mises en forme de manière à présenter une section transversale en forme de triangle rectangle dont les hypoténuses sont appuyées Itune contre l'autre. Des logements de formes appropriées sont prévus dans les lames Il pour recevoir les paires de conducteurs 10. En variante de l'utilisation d'un procédé de soudage aux ultrasons, il entre dans le cadre de l'invention d'utiliser toute autre forme de soudage extrêmement localisé, par exemple par faisceau d'électrons, par faisceau laser ou par microplasma. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par lthomme de l'art au procédé qui vient d'être décrit et illustré à titre d'exemples-nullement limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICAUIONS 1 - Procédé de fabrication d'un ensemble d'induit de machine dynamo-électrique, caractérisé en ce que des parties de conducteurs des enroulements d'induit sont reliées électrique ment et mécaniquement sur des lames de collecteur selon un procédé de soudage aux ultrasons ou tout autre procédé de soudage localisé. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste également à monter, sur un arbre d'ensemble dtin- duit, un collecteur comportant lesdites lames dont les surfaces d'appui des balais ont été préalablement usinées. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste également à appliquer un vernis ou autre matière isolante de l'électricité sur les parties de conducteurs soudées aux ultrasons, par une opération d'immersion pendant que 11 ensemble d'induit est mis en rotation. 4 - Procédé de fabrication d'un ensemble d'induit de machine électrique tournante, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement a' usiner la surface d'appui des balais d'un collecteur, à monter le collecteur déjà usiné sur un arbre d'induit, et à relier mécaniquement et électriquement des conducteurs d'un enroulement de l'ensemble d'induit sur des lames du collecteur, en uae opération de soudage aux ultrasons ou autre opération de soudage localisé. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que certaines au moins des parties de con auteurs sont disposées dans des logements des lames de collecteur correspondantes. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que deux parties de conducteurs sont disposées dans chaque logement correspondant. 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites deux parties de conducteurs sont disposées cote à côte. 8 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites deux parties de conducteurs présentent une section transversale triangulaire, et sont disposées de manière que les hypoténuses soient appuyées l'une contre l'autre. 9 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites parties de conducteurs sont disposées par paires, une première partie de conducteur de chaque paire étant introduite dans un logement correspondant et l'autre partie de conducteur de chaque paire étant placée au-dessus de ladite première partie. 10 - Ensemble induit, caractérisé en ce que des conducteurs de plusieurs enroulements sont reliés mécaniquement et électriquement à des lames de collecteur par une opération de soudage aux ultrasons. Il - Ensemble d'induit, caractérisé en ce qu'il est réalisé par le procédé selon 11 une quelconque des revendications 1 à 9.