Brevet FR2510827A1 — publié le 19830204

Dispositif collecteur pour petits moteurs électriques La présente invention concerne de façon généra- le un dispositif collecteur pour petits moteurs électri- ques, et plus particulièrement un dispositif collecteur pour petits moteurs électriques o chacune des bornes du dispositif collecteur comporte une partie étroite au ni- veau de laquelle la surface en coupe transversale de la borne perpendiculairement à sa direction longitudinale est plus réduite que ses autres parties, et o un fil conducteur d'enroulements d'induit est maintenu en posi- tion en repliant la borne au niveau de sa partie étroite et est soudé par résistance à la borne. On décrira maintenant un collecteur de l'art antérieur avec référence aux dessins annexés dans les- quels: la figure 1 représente un exemple d'un dis- positif collecteur et d'un induit pour petits moteurs élec- triques, la figure 2 (A) est une vue frontale selon la ligne A-A de la figure 1 d'un dispositif collecteur de type classique, la figure 2 (B) est une coupe en élévation latérale selon la ligne B-B de la figure 2 (A), la figure 2 (C) est une vue en perspective du dispositif collecteur représenté aux figures 2 (A) et 2 (B), et la figure 3 est une vue latérale et en coupe d'un dispositif collecteur classique pour lequel le procé- dé par fusion a été utilisé pour connecter les fils con- ducteurs aux segments du collecteur. Sur les figures, la référence numérique 1 dési- gne un dispositif de collecteur; 2 un segment de collec- teur; 3 un élément de collecteur; 4 une borne; 5 un in- duit; 6 un enroulement d'induit; 7 un fil conducteur; 8 un cylindre isolant; 9 une joue isolante; et 10 une rondelle isolante, respectivement. Comme représenté aux figures 2 (A) et 2 (B), le dispositif de collecteur de type habituel est de cons- truction telle que le segment 2 représenté à la figure 2 (C) est disposé sur le cylindre isolant 8 et fixé en position en insérant une rondelle isolante 10 sur l'élé- ment 3. t Dans les petits moteurs électriques, l'enroule- ment 6 de l'induit est habituellement relié au segment de collecteur 2 en enroulant le fil conducteur 7 de l'enrou- lement de l'induit 6 autour de la borne 4 prévue sur le segment de collecteur 2, et en le soudant sur celle-ci. Bien que ce procédé de soudage constitue un procédé de liaison positif, le cylindre isolant 8 sur lequel est monté le segment de collecteur 2 est très susceptible de se déformer en raison de la chaleur du soudage, du fait que le cylindre isolant est en général réalisé en résine synthétique thermiquement vulnérable Ceci peut porter atteinte à la précision dimensionnelle du dispositif de collecteur et affecter les performances du moteur De plus, le procédé de soudage présente de nombreux incon- vénients pour ce qui est du rendement, de la qualité et du coût de fabrication, du fait que le soudage exige un degré considérable d'habileté et plusieurs opérations, et que des projections cdu flux de soudage contaminent souvent l'intérieur du moteur Pour surmonter ce problème, le pro- cédé par fusion, une variante du soudage par résistance, a été mis au point et largement utilisé pour fixer l'en- roulement d'induit 6 sur le segment de collecteur 2. La figure 3 est une vue en élévation latérale et en coupe d'un dispositif collecteur o le procédé par fusion a été utilisé pour relier les fils conducteurs aux segments du collecteur A la figure 3, le fil conducteur 7 est tiré de l'enroulement d'induit 6 et fixé en position par sertissage de la partie en U de la borne 4, comme re- présenté,à la figure 1, et une électrode (non représentée) est pressée par le dessus sur la borne pour appliquer une tension entre la borne 4 et l'élément 3 du collecteur La tension ainsi appliquée provoque la circulation d'un cou- rant dans la borne 4, qui se trouve de ce fait chauffée. La chaleur ainsi produite détruit un film isolant appliqué sur la surface du fil conducteur 7, en exposant ainsi l'âme du fil conducteur 7, et provoque la soudure du fil conducteur 7 à la borne 4 Ainsi, le fil conducteur 7 est maintenu en position, serti par la borne 4, comme repré- senté à la figure 3, et relié électriquement à la borne 4. Alors que le procédé sus-mentionné, appelé pro- cédé par fusion, a l'avantage de pouvoir être adapté à une automatisation, la connexion électrique entre la borne 4 et le fil conducteur 7 obtenu par le procédé par fusion est moins positive, comparée au procédé par soudage, du fait de la Cifficulté de plier ou de sertir la borne 4. En d'autres termes, la difficulté de plier la borne 4 ayant la forme représentée à la figure 2 (C) sur un rayon suffisant peut souvent avoir pour résultat un mauvais contact, et de ce fait un mauvais soudage entre le fil conducteur 7 et la borne 4 On peut éliminer le problème en augmentant le courant passant dans la borne 4 et la force de poussée exercée par l'électrode sur la borne 4. Mais ceci peut non seulement provoquer une déformation du cylindre iso 1 ant 8 ou de la joue isolante 9, comme repré- senté à la figure 3, o une indentation est constituée dans la joue isolante 9, mais également conduire à des conditions indésirables telles que la rupture du fil con- ducteur 7 En outre, divers essais ont été faits pour améliorer les inconvénients du procédé par fusion, y com- pris le réglage de la force de poussée appliquée Dar l'é- lectrode sur la borne 4 et du courant passant par la borne 4 à des valeurs optimales, et en utilisant une électrode de forme ot-:Lmale Tous ces essais entraînent des diffi- cultés concernant l'entretien de l'électrode résultant d'une consommation trop rapide de cette électrode. Un objet de l'invention est de procurer un dis- positif collecteur pour petits moteurs électriques dont la surface transversale des bornes est partiellement plus faible en des emplacements auxquels les fils conducteurs sont maintenus en position, de manière à augmenter leur résistance électrique quand ces fils conducteurs sont sou- dés aux bornes par le procédé par fusion, la chaleur dési- rée pouvant être obtenue au moyen d'un courant de faible valeur, et la surface qui est chauffée pouvant être limitée à une surface relativement réduite, la conséquence étant que l'on évite une mauvaise continuité électrique entre la borne et le fil conducteur, de même que la déformation du cylindre isolant en raison de la chaleur du soudage. Encore un autre objet de l'invention est de pro- curer un dispositif collecteur pour petits moteurs électri- ques o la largeur de la borne est partiellement rendue plus étroite dans un emplacement o le fil conducteur est soudé par pression de manière à augmenter sa résistance électrique. Un autre objet de l'invention est de procurer un dispositif collecteur pour petits moteurs électriques, o l'épaisseur de la borne est partiellement plus mince dans un emplacement o le fil conducteur est soudé par pression, de manière à augmenter sa résistance électrique. Ces objets de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, et avec référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 4 est une vue développée permettant de comprendre la constitution d'un segment de collecteur utilisé dans le dispositif collecteur mettant en oeuvre l'invention, la figure 5 est une vue frontale d'un dispo- sitif collecteur mettant en oeuvre la présente invention (correspondant à la figure 2 (A) qui est une vue frontale d'un dispositif collecteur classique), et la figure 6 est une vue en élévation et en coupe d'un dispositif collecteur montrant comment le fil conducteur est relié à la borne du dispositif de la pré- sente invention (correspondant à la figure 3). Les mêmes références numériques désignent les mêmes parties ou des parties correspondantes sur les figu- res La référence 11 désigne une partie étroite de la bor- ne 4. Un segment de collecteur 2 utilisé dans le dis- positif collecteur mettant en oeuvre la présente invention comprend une partie étroite 11 réalisée par réduction de la largeur d'une borne 4 dont la largeur est a, comme re- présenté à la figure 4, qui présente une vue développée de cectte borne 4 Autrement dit, la largeur b de la partie étroite 11 est alors plus étroite que la largeur a des autres parties de la borne 4 La borne 4 est repliée à l'endroit représenté par des tirets sur la figure 4, de manière qu'elle soit redressée par rapport à l'élément 3 du collecteur, et elle est en outre repliée en U à l'em- placement o se trouve la partie étroite 11, comme dans le cas du dispositif collecteur classique représenté à la figure 2 (C) Dans ce cas, l'élément 3 de collecteur est naturellement incurvé selon la forme d'un arc circulaire de manière à s'appliquer sur le contour du cylindre iso- lant 8 Le dispositif collecteur selon l'invention est assemblé de la même manière que celle décrite avec réfé- rence aux figures 1 et 2 Une vue frontale du dispositif collecteur de l'invention est représentée à la figure 5. Dans ce dispositif collecteur, le fil conducteur 7 est re- lié à la borne 4, comme représenté à la figure 6, en pla- çant ce fil conducteur sur la partie étroite 11 de la borne 4 qui est pliée en U et en faisant passer le courant tout en poussant la borne 4 par le dessus, au moyen d'une électrode (non représentée), c'est-à-dire en utilisant le procédé par fusion. Les figures 4 à 6 représentent un mode de réa- lisation o la partie étroite 11 est plus étroite que les autres parties de la borne 4 Cependant, l'invention n'est pas limitée à cette configuration Des effets similaires peuvent être obtenus en constituant la partie étroite par une réduction partielle de l'épaisseur de la borne 4, en direction transversale de cette borne 4, bien que cette configuration ne soit pas montrée sur les figures Comme décrit ci-dessus, le dispositif collecteur selon l'inven- tion comprend la partie étroite 11 sur la borne 4 Ceci amène la résistance électrique dans la partie étroite 11 à augmenter quand un courant électrique passe dans la bor- ne 4 au cours du procédé par fusion mentionné ci-dessus. En conséquence, même quand le courant utilisé avec le pro- cédé Dar fusion est réglé sur une valeur plus faible que celle qui est utilisée pour le procédé classique décrit avec référence aux figures 2 et 3, on peut obtenir la cha- leur de soudage désirée Il en résulte des conditions de fusion améliorées du fait que le film isolant qui recouvre le fil conducteur 7 est facilement détruit, ce qui amélio- re solt contact électrique avec la borne 4 En outre, en prévoyant la partie étroite 11, la borne 4 peut être faci- lement repliée en U, et le contact physique entre le fil conducteur 7 et la borne 4 peut être amélioré De plus, le fait de prévoir la partie étroite 11 qui facilite le pliage en U de la borne 4 permet de réduire la force de poussée qui est appliquée par l'électrode sur la borne 4, comme décrit ci-dessus, et facilite également la concen- tration de la chaleur de soudage dans la partie étroite 11, en évitant une montée locale de la température Ceci peut éviter la déformation du cylindre isolant 8. REVENDICATIONS 1 Dispositif collecteur pour petits moteurs électriques, comprenant des segments de collecteur ( 2) portant tles éléments de collecteur ( 3) conformés en arc circulaire et des bornes ( 4) redressées sur les éléments de collecteur, les segments de collecteur étant montés sur un cylindre isolant ( 8), et les bornes étant repliées de manière à retenir les fils conducteurs ( 7) des enroule- ments de l'induit, caractérisé en ce que chacune des bor- nes ( 4) comprend une partie étroite ( 11) dont la surface transversale perpendiculairement à la direction longitu- dinale de la borne est plus étroite que dans les autres parties de la borne, le fil conducteur étant maintenu en position par sertissage de la borne au niveau de sa partie étroite et étant soudé à la borne par soudage par résis- tance. 2 Dispositif collecteur pour petits moteurs électriques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie étroite est réalisée en réduisant partielle- ment la largeur de la borne perpendiculairement à la di- rection longitudinale de cette borne. 3 Dispositif collecteur pour petits moteurs électriques selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie étroite est formée par réduction partielle de l'épaisseur de la borne.