Brevet FR2548471A1 — publié le 19850104

On sait qu'un collecteur de ce genre est constitué usuellement par une pièce en cuivre en forme de rondelle sur laquelle on surmoule un corps en matière plastique Le surmoulage s'effectue généralement aussi sur une douille métallique destinée à renforcer l'alésage dans 5 lequel l'arbre de la machine sera monté à force Apres le surmoulage, les lames sont séparées les unes des autres par fraisage ou tournage de la rondelle de cuivre, cette opération détruisant des bourrelets radiaux reliant les lames entres elles. On peut aussi surmouler la matière plastique constituant le corps 10 sur une multiplicité de lames individuelles convenablement maintenues dans le moule, mais on imagine la complexité de ce dernier si l'on veut être assuré que toutes les lames restent en place pendant le moulage. Suivant l'une ou l'autre des m 6thodes les lames du collecteur sont maintenues dans la matière plastique au moyen d'ancrage 5 de telle 15 sorte que tous les efforts mécaniques encaisses par les lames et qui sont dûs soit à la force centrifuge soit aux contraintes thermiques engendrées par la soudure des conducteurs et par le fonctionnement de la machine, ne sont supportes que par la matière plastique du corps du collecteur On assiste souvent à des décollements des lames qui conduisent 20 bien entendu à la mise hors d'usage du collecteur Pour essayer de remédier à ces inconvénients, on a déjà prévu d'armer le corps en matière plastique au moyen d'une piece métalliquemais cette solution n'a pas apporté d'amélioration notable, tout en compliquant sérieusement le moulage. On peut aussi noter que les lames des collecteurs supportées par un isolant épais sont isolées thermiquement de telle sorte que la chaleur qu'elles emmagasinent se dissipe difficilement On assiste donc dans les collecteurs connus à des échauffements anormauxqui dans certains cas vont jusqu'à détériorer la matière plastique De plus cet 30 isolant pose de graves problèmes au moment de la soudure des conducteurs sur les lames puisqu'il existe alors des risques importants de fusion dudit isolant Les précautions nécessaires à la protection thermique de ce dernier entratne des augmentations de coût importantes Enfin il existe des problèmes de dilatation différentielle entre les lames et l'isolant si bien que ce facteur peut nuire dans des conditions sévères d'utilisation à la longévité du collecteur. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention ont pour but de remédier à ces inconvénients et visent à permettre aux lames d'un collecteur frontal de résister aux chocs thermiques, à la force centrifuge, tout en améliorant de manière importante leur refroidissement. Un collecteur frontal conforme à l'invention comprend un support métallique rendu isolant en surface et une multiplicité de lames comportant 5 chacune une patte extérieure orientée perpendiculairement à sa cloison trapézo Idale et une oreille parallèle à la patte, cette dernière coopérant avec la face périphérique du support, tandis que l'oreille se trouve en appui contre la face périphérique d'un lamage du support, les divers éléments de chaque lame étant collés au support au moyen d'une colle résis10 tant à la chaleur. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig 1 est une vue partielle en perspective de la cuvette 15 en cuivre destinée à former la partie active d'un collecteur frontal suivant l'invention. Fig 2 en est une coupe suivant deux sillons radiaux. Fig 3 est une coupe montrant la cuvette de fig 1 montée par rapport à son support métallique. Fig 4 est une vue semblable à celle de fig 3, mais montrant le collecteur terminé. Fig 5 en est une vue partielle en élévation. Fig 6 est une vue semblable à celle de fig 1 mais illustrant une variante. Fig 7 est une vue en perspective d'une des lames utilisées avec le support de fig 3. Fig 8 illustre une autre forme d'exécution du support suivant l'invention. La cuvette 1 partiellement illustrée en fig 1 comprend essentielle30 ment une couronne 2 qui est bordée d'une jupe 3 sur sa périphérie extérieure et par un collet 4 sur son pourtour interne La jupe et le collet se trouvent orientés perpendiculairement à la rondelle 2 et comportent une hauteur identique On aperçoit que la cuvette 1 (fig 1) comporte une multitude de sillons 5 orientés radialement en vue de déterminer des 35 secteurs 6 pour des raisons qu'on expliquera mieux plus loin On observe que les sillons 5 ne traversent pas toute l'épaisseur de la couronne 2 de telle sorte que celle-ci comporte une semelle pleine 2 a illustrée en fig 2. Le support métallique 7 destiné à recevoir la cuvette 1 est préférablement établi en alliage à base d'aluminium dont les faces sont isoltes par un vernis, une anodisation ou par tous moyens correspondants. Le support 7 présente en section transversale la forme d'un c 8 ne dont l'alésage central 7 a, qui est destiné à être emmanché sur l'arbre non représenté de l'induit comporte un lamage 7 b dont le diamètre correspond au jeu près à celui extérieur du collet 4 Le support 7 comporte une face périphérique 7 c, perpendiculaire à sa base 7 d et dont le diamètre est au jeu près égal à celui intérieur de la jupe 3 de la cuvette 1. Cette dernière peut donc être plaquée contre la base 7 d du support 7 son collet central venant s'ajuster dans le lamage 7 d,tandis que sa jupe vient plaquer contre la face périphérique 7 c du support. Pour réaliser un collecteur conforme à l'invention, on enduit de colle résistant à la chaleur la base 7 d, la face 7 c et le lamage 7 b du support, puis on applique la cuvette 1 de manière à l'assujettir audit 15 support. On place ensuite l'ensemble obtenu dans un montage en vue de souder sur la jupe 3 les conducteurs provenant de l'induit. Les sillons 5 déterminent des secteurs 6 pourvus à leurs deux extrémités de pattes faisant partie respectivement de la jupe 3 et du 20 collet 4 Dans ces conditions, pour séparer les secteurs 6 les uns des autres, il suffit de faire disparattre la semelle 2 a par un usinage approprie On obtient alors un ensemble de lames 8 isolées les unes des autres et collées au support 7. Préalablement à cet usinage, on associe à chacune des pattes extérieures 8 a des lames 8 faisant partie de la jupe 3 un ou plusieurs conducteurs 9 provenant de l'induit (fig 4), cette soudure s'effectuant au moyen d'une électrode qui vient appuyer contre la patte extérieure en question de chaque secteur Celle-ci est parfaitement maintenue par la face périphérique 7 c du support 7, de telle sorte que la cuvette 1 30 n'est pas déformée par les soudures en question Une fois que les soudures sont effectuées, on procède à l'usinage précité qui fait disparattre la semelle 2 a. On observe que la forme du support 7 permet aux conducteurs de longer sa face tronconique concave 7 e sans que celle-ci ne soit en 35 contact avec eux afin d'éviter de les blesser. On notera que le support 7 pourrait comporter des saignées co-axiales non représentées ménagées dans sa base 7 d, en vue de recevoir des collets secondaires portés par la couronne 2 de la cuvette 1 et concentriques au collet 4. Suivant un autre mode d'exécution la cuvette pourrait porter sur sa face utile 7 d des bourrelets radiaux la (fig 6) dans lesquels les sillons 5 seraient prolongés de manière qu'ils débordent de la face utile de la cuvette Ainsi par tournage ou fraisage des bourrelets on séparerait les lames 8 avec une perte minimum de cuivre. Suivant une variante on peut réaliser de manière indépendante les lames 8 comme illustré en fig 7, chaque lame comportant comme pour la variante précédente une cloison trapézoïdale 8 a une patte extérieure 8 b propre a coopérer avec la face périphérique 7 c du support 7 et une oreille 10 centrale 8 c venant en appui contre la face-périphérique du lamage 7 b. Pour maintenir les lames c 8 te-a-c 8 te sur la base 7 d du support en vue de leur collage sur celle-ci sans qu'elles ne se touchent, on prévoit de mnénager sur la base 7 d du support 7 des cordons radiaux 7 f de hauteur infg' rieure à l'épaisseur de la cloison 8 a de chaque lame 8 de telle manière qu'ils soient en retrait par rapport à la face frontale du collecteur c'està-dire au plan contenant les faces avant de toutes les lames. On a ainsi réalisé un collecteur frontal dont la partie active c'est-kdire les lames sont parfaitement bien ancrées par rapport à leur support en particulier du fait de la présence des pattes 8 a, lesdites 20 pattes retenant les lames de manière positive par rapport au lamage du support 7 lorsqu'elles sont soumises à la force centrifuge De plus, étant donné que le support 7 est métallique, il permet une dissipation aisée des calories accumulées dans les lames individuelles lors du fonctionnement de la machine électrique Ce support pourrait d'ailleurs comporter des ailettes destinées k augmenter le coefficient de dissipation des calories. En outre il n'est pas besoin de prévoir un quelconque insert supplémentaire pour permettre la bonne tenue du collecteur sur l'arbre de la machine puisque le support 7 est prévu métallique et qu'il est 30 particulièrement apte à encaisser les efforts d'emmanchement. On notera enfin que l'épaisseur de cuivre, c'est-k-dire celle des lames, est choisie uniquement en vue de la fonction électrique et non pas conditionnée et déterminée par les dispositifs d'ancrage mécanique comme cela est nécessaire dans les collecteurs connus. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a té donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C-A T I O N S 1 Collecteur frontal pour machine électrique tournante, caractérisé en ce qu'il comprend un support métallique ( 7) rendu isolant en 5 surface et une multiplicité de lames ( 8) comportant chacune une patte extérieure ( 8 b) orientée perpendiculairement à sa cloison trapézoïdale et une oreille ( 8 c) parallèle à la patte ( 8 b), cette dernière coopérant avec la face périphérique ( 7 c) du support ( 7), tandis que l'oreille ( 8 c) se trouve en appui contre la face périphérique d'un lamage ( 7 b) du 10 support ( 7), les divers éléments de chaque lame étant coll Ts au support ( 7) au moyen d'une colle résistant à la chaleur. 2 Collecteur frontal suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque lame est obtenue à partir d'une cuvette ( 1) divisée par des sillons radiaux ( 5) en secteurs ( 6) qui sont séparés les uns des autres après son assemblage au support ( 7) et la soudure des conducteurs de l'induit auxdits secteurs ( 6). 3 Collecteur frontal suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les sillons ( 5) déterminent une semelle ( 2 a) qui est eliminge pour constituer les lames ( 8). 4 Collecteur frontal suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les sillons ( 5) débordent au-delà de la face utile de la cuvette ( 1) dans des bourrelets ou collets radiaux qui sont rabotés pour séperer les lames ( 8). Collecteur frontal suivant la revendication 2, caractérisé en 25 ce que le support ( 7) est r Oalisé sous la forme d'une rondelle conique comportant une face périphérique cylindrique ( 7 c) reliée par une paroi tronconique concave à un bossage dans lequel le trou central ( 7 a) du support est ménagé. 6 Collecteur frontal suivant la revendication 5, caractérisé en 30 ce que la hauteur des pattes ( 8 b) de chaque lame ( 8) est égale à celle de la face périphérique cylindrique ( 7 c) du support ( 7). 7 Collecteur frontal suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le support ( 7) comporte des ailettes de refroidissement. 8 Collecteur frontal suivant la revendication 2, caractérisé en 35 ce que le cuvette ( 1) comporte des collets secondaires concentriques au premier ( 4) et qui s'engagent dans des saignées ménagées dans le support ( 7) co-axialement au lamage ( 7 b).