Brevet FR2482375A1 — publié le 19811113

- 1 - L'invention-concerne un procédé et des moyens-de fabrication de collecteurs frontaux de moteurs électriques, notamment du type comportant une isolation entre les lames. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique des moteurs électriques et notamment des collecteurs de moteurs électriques. La fabrication des collecteurs cylindriques de moteurs élec- triques comportant une isolation en mica dans les rainures exé- cutées à la périphérie, est bien connue. La fabrication des collecteurs frontaux, ou en forme de dis- ques, de même nature, c'estd-à-dire avec isolation interlamelles en mica, n'a pas encore été résolue de manière satisfaisante0 Le procédé et les moyens selon l'invention remédient à ces problèmes de fabrication, en ce sens qu'ils permettent la réali- sation rationnelle et économique de collecteurs frontaux à isola- tion interlamelles en mica, avec une bonne précision et avec des outillages simplifiés. Selon une première caractéristique, on débite le collecteur par tronçonnage, on usine les différents diamètres nécessaires, on exécute sur une face de la couronne obtenue, une pluralité de rainures radiales dans lesquelles on introduit des feuilles isolantes de profil correspondant au profil en section du col- lecteur, mais de dimensions légèrement différentes, on fait tra- verser en force le collecteur dans l'alésage - de faible conicité d'un outillage pour maintenir fortement les feuilles dans les rai- nures.par rétreinte diamétrale du collecteur, dans un deuxième outillage on enlève par usinage les parties minces de collecteur situées entre les rainures raiales'et la face du collecteur oppo- sée aux rainures, on place le collecteur ainsi préparé entre les deux parties d'un moule dans lequel on coule la résine d'en- robage du collecteur équipé de ses enroulements et de la douille intérieure. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexés: - La figure 1 est une vue en perspective illustrant un collec- teur ébauché, selon une forme non limitative de réalisation. La figure 2 est une vue en perspective, illustrant une la- melle de mica de section correspondant sensiblement à la section _2 _ du collecteur selon figure 1. La figure 3 est une vue en perspective partielle, illustrant le collecteur après exécution des rainures radiales. La figure 4 est une vue en coupe illustrant une lamelle de mica mise en place dans une rainure du collecteur. Les figures 5 à 8 sont des vues à caractère schématique il- lustrant les autres phases du procédé selon l'invention. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous des formes non limitatives de réalisation illustrées aux figures des dessins. Les collecteurs suivant l'invention sont débités à partir d' un barreau ou d'un tube de cuivre par tronçonnage à la scie ou moyens équivalents. Chaque disque obtenu est usiné de toute manière connue pour constituer une ébauche de collecteur 1 de profil en section cor- respondant à sa définition ou ses caractéristiques d'emploi. Dans l'exemple illustré, le collecteur présente une forme en section comprenant deux portées annulaires la - lb de diamètres différents avec du côté intérieur, une gorge lc de section rec- tangulaire et du côté extérieur 5une gorge Id de liaison entre les deux portées. - Avec une fraise-scie ou outil similaire, on exécute radiale- ment'à partir de la portée lb, des rainures le (figure 3) dont la profondeur a est légèrement inférieure à l'épaisseur b du colleç- teur (figure 4), de manière à ce que les lamelles If constituées par les zônes entre les rainures, soient mairienues solidaires les unes des autres. Des feuilles de mica ou autre matière isolante 2, d'épaisseur sensiblement égale à la largeur des rainures le, sont découpées suivant un profil-de même nature que le prof êen section du col- lecteur mais avec une hauteur c légèrement 4riférieure ou. '-g'leàla profondeur a des rainures, avec des faces 2a - 2b - 2c qui débor- dent par rapport au profil en section du collecteur lorsque les feuilles sont disposées dans les rainures, et au contraire, avec des faces 2d - 2e, en retrait par rapport au profil en section du collecteur-(figure 4). Les feuilles de mica 2 étant engagées et positionnées dans les rainures le, il faut qu'elles soient fermement maintenues dans les rainures. Pour cela, il faut resserrer les lamelles If. A cet effet, on place le collecteur équipé de ses-feuilles de mi- 3- ca, à l'entrée d'un alésage 3a de faible conicité, formé dans un outillage 3, dont le diamètre supérieur dl correspond sensiblement au diamètre du collecteur, le diamètre inférieur d2 étant infé- rieur au diamètre du collecteur (figure 5). A'l'aide diun mandrin 4 ou organe équivalent, animé par tous moyens, on force le collec- teur 1 à descendre au niveau du diamètre inférieur d2 de l'alésa- ge 3a, ce qui a pour effet de diminuer le diamètre du collecteur et de resserrer les lamelles If qui viennent ainsi serre.r forte- ment par rétreinte diamétrale, les feuilles de mica 2 qui sont également comprimées à leur partie supérieure par le mandrin 4 tandis que les parties minces lg du collecteur'situées sous les rainures le se déforment sous l'effort qu'elles subissent (figu- re 5). Un deuxième outillage 5 est placé sous.-l'outillage 3. Cet outillage présente un alésage 5a dont le diamètre d3 est égale au diamètre d2 de l'alésage 3a. En fin de course du mandrin 4, le collecteur est complètement et fermement engagé dans l'outillage (traits interrompus, figure 5)... L'outillage 5 avec soicollecteur, est ensuie positionné sur un tour d'usinage afin de réaliser par exemple une gorge 1h sur la portée lb du collecteur dt de d esser la face opposée du collecteur jusqu'à l'enlèvement des parties l déformées. Cette opération d'usinage terminée, un anneau métallique 6 de renforcement du collecteur est par exemple mis en place dans la gorge extérieure AId o il repose sur la face débordante 2a -- des feuilles de mica, sans aucun contact avec le collecteur donc sans liaison électrique (figure 7). ' L'outillage 5 avec son collecteur est ensuite centré au dessus de l'alésage 7a d-'un troisième outillage 7 qui est en fait la partie inférieure du moule dans lequel le collecteur doit être enrobé de résine, et qui comprend d cet effet, un alésage borgne 7a destiné à recevoir le collecteur 1 éjecté de-l'outillage 5 par poussée du mandrin 4 ou d'un organe similaire (figure 7). Il ne reste alors plus qu'à positionner 'ia partie supérieure 8 du moule avec la douille intérieure 9 du collecteur:et à couler la résine 10 destinée à former le centre du-rotor (figure 8), dont la périphérie équipée de façon connue, de ses enroulements reliés aux lamelles du collecteur, est ensuite formée également par enrobage de résine, dans un autre moule. - Bien entendu,. de nombreuses variantes peuvent être introdui- _4_ tes dans le cadre de l'invention. Par exemple, la gorge lh peut être réalisée avant l'exécution des rainures le (par exemple après le tronçonnage), ou bien être de forme différente, ou encore le collecteur peut ne pas présenter cette gorge lh. De même, l'anneau de renforcement 6 peut être supprimé du disposé dans la gorge 1h ou mis en place avant ou après positionnement du collecteur dans la partie inférieure 7 du moule. Les avantages ressortent bien de la description, on souligne notamment: la réalisation rationnelle et économique de collecteurs frontaux à isolation interlamelles en mica, avec des Outillages simples et employés plusieurs fois, apportant une bonne précision et une grande fiabilité. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses-modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses di- verses parties ayant plus spécialement été indiquées; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. -- 5 - - REVENDICATIONS -1- Procédé et moyens de fabricatioh'de collecteurs frontaux de moteurs électriques, notamment du type comportant une isolation entre les lames, caractérisés en ce qu'on débite le collecteur (1) par tronçonnagE on usine les différents diamètres nécessaires, on exécute sur une face de la couronne obtenue, une pluralité de rainures radiales (le) dans lesquelles on introduit des feuilles isolantes (2) de profil correspondant au profil en section du collecteur, mais de dimensions légèrement différentes, on fait traverser en force le collecteur dans l'alésage (3a) de faible O10 conicité d'un outillage (3) pour maintenir fortement les feuilles (2) dans les rainures (le) par rétreinte diamétrale du collecteur, dans un deuxième outillage (5), on enlève par usinage les parties minces (lg) de collecteur, situées entre les rainures radiales et la face du collecteur opposée aux rainures, on place le collec- teur ainsi préparé entre les deux parties (7 - 8) d'un fioule dans lequel on coule la résine (0) d'enrobage du collecteur équipé de ses enroulements et de la douille intérieure (9). -2- Procédé et moyens suivant la revendication 1, caractérisés en ce qu'on execute les rainures radiales (le) à l'aide d'une fraise- scie ou organe similaire et à une profondeur légèrement inférieure à l'épaisseur du collecteur (1) pour maintenir entre elles les lamelles (lf) constituées par les zones entre les rainures. -3- Procédé et moyens suivant la revendication 1,caractérisés en ce que les feuilles isolantes (2) en mica par exemple, sont décou- pées suivant un profil tel que ses faces laté- rales (2a - 2 a-f supru edrebedement du profil en section du collecteur, tandis queVses faces -Iatérales (2d - 2e) sont en retrait, cela lorsque les feuilles (2) sont placées dans les rai- nures (le). -4- Procédé et moyens suivant la revendication 1, caractérisés en ce que le collecteur (1) équipé de ses feuilles isolantes (2) est placé à l'entrée d'un alésage (3a) de l'oVillage (3) dont le dia- mètre supérieur (dl) correspond sensiblement au diamètre du collec- teur, le collecteur est poussé par un mandrin (4) ou organe équi- valent en direction du diamètre inférieur (d2) de l'alésage qui -6- est de plus petit diamètre que le diamètre (dl), de manière à resserrer les lamelles (if) du collecteur contre les feuilles isolantes (2) par retreinte diamétral. -5- Procédé et moyens suivant la revendication 1, caractérisés en ce qu'en fin de course du mandrin (4), le collecteur est entiè- rement engagé et maintenu dans le deuxième outillage (5) placé sous 1 outillage (3) et dont l'alésage a un diamètre (d3) égal au diamètre (d2) de l'outillage (3)e l'outillage (5) et le collecteur (1) sont alors positionnés sur un tour d'usinage afin de dresser la face du collecteur (1) située sous les rainures (le) jusqu'à enlèvement des parties minces (1g), et éventuellement pour effec- tuer d'autres usinages tels qu'une gorge (1h) du côté des ranures (le). 6- Procédé et moyens suivant la revendication 1, caractérisés en ce que l'outillage (5) et le collecteur (1) ainsi exécuté sont centrés au-dessus de l'alésage (7a) d'un outillage (7) constituant la partie inférieure d'un moule,-le collecteur étant éjecté de 1 outillage (5) par le mandrin (4) ou organe similaire. -7- Procédé et moyens suivant la revendication 1, caractérisés en ce que le collecteur (1) reçoit avant ou après sa mise en place dans l'outillage (7), un anneau de renforcement (6) disposé en appui sur la face débordante (2a) des feuilles isolantes (2), sans aucun contact ou liaison électrique avec le collecteur.