Brevet FR2618267A1 — publié le 19890120

La présente invention a pour objet un collecteur frontal pour machine électrique tournante, c'est à dire un collecteur dont la partie utile est plane et se présente comme un disque perpendiculaire à l'axe de la machine électrique. Dans ce domaine technique, on connait déjà des collecteurs réalisés à partir de flans annulaires de matière conductrice dans lesquels sont frappés des sillons radiaux délimitant les lames conductrices, le fond de ces sillons étant en saillie par rapport à la face utile du flan, de manière qu'après surmoulage et usinage des pontets correspondant à ces sillons, les lames soient séparées et ancrées dans un corps isolant adapté à être fixé à un arbre de rotor par l'intermédiaire d'un fourreau métallique noyé dans ledit corps. Dans les collecteurs de ce genre, la partie intérieure de chaque lame possède généralement un profil particulier, destiné à assurer son ancrage dans la matière isolante surmoulée du corps, telle que résine. Cette partie intérieure des lames doit assurer la tenue mécanique de celles-ci, en leur permettant notamment de résister aux sollicitations de la force centrifuge ainsi qu'aux vibrations, mais il existe toujours un risque d'éclatement du collecteur en cours de fonctionnement sous l'effet de la force centrifuge. On pourrait penser utiliser par ailleurs une disposition connue dans les collecteurs du type tambour, c'est à dire dont la partie utile est cylindrique, qui consiste a insérer dans les rainures annulaires formées par les creux éxistants entre les extrémités des corps de lames conductrices unitaires, deux anneaux isolés de renforcement noyés dans la matière isolante formant le corps du collecteur. Mais cette solution qui donne d'assez bons résultats dans ce type de collecteur, surtout par le fait qu'elle évite l'éclatement du corps isolant lui-même, est d'une mise en oeuvre délicate dans le domaine du surmoulage des anneaux dans la matière isolante. De plus elle n'est pas pleinement satisfaisante dans la tenue même des lames collectrices entre-elles. Le collecteur de l'invention permet d'éliminer toutes les difficultés qui découlent de l'emploi d'anneaux de renforcement. I1 est caractérisé en ce qu'un anneau de renforcement et de maintien est assemblé par sertissage sur la face intérieure du flan annulaire de manière à constituer un sous-ensemble monobloc qui, après surmoulage du corps isolant et usinage des pontets une fois fixé sur l'arbre du rotor, détermine des lames collectrices ancrées unitairement sur ledit anneau. Suivant une autre forme de réalisation, l'anneau de renforcement se présente sous la forme d'une rondelle plate isolée électriquement dans une rainure annulaire ménagée dans la force intérieure du flan annulaire et dans laquelle elle est sertie. Suivant une seconde possibilité de réalisation, l'anneau de renforcement se présente sous la forme d'une rondelle plate isolée percée d'au moins autant de trous disposés en couronne que le collecteur comporte de lames conductrices, lesquels sont traversés par des tétons d'ancrage réalisés de matière avec les lames conductrices sur la face intérieure du flan annulaire. Suivant une autre possibilité, l'anneau isolé de renforcement et de maintien a une section transversale dite en diabolo, c'est à dire sous la forme de deux triangles opposés par l'un de leurs sommets. L'anneau en diabolo est encastré dans une rainure annulaire ménagée dans la face intérieure du flan annulaire, rainure dont la profondeur est telle que tout, ou en partie, de ses bords phériphériques puissent, par une opération de sertissage, être rabattus sur les cotés latéraux inclinés de l'anneau. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemple non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de ce collecteur frontal pour machine électrique tournante, dessins sur lesquels: La figure 1 est une vue frontale, de la face intérieure, du sous-ensemble flan annulaire/anneau de renforcement conformément à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est. une vue en coupe passant par l'axe du collecteur complet comportant le sous-ensemble des figures 1 et 2. La figure 4 est une vue frontale de la face intérieure du sous-ensemble flan annulaire/anneau de renfoncement selon un second mode de réalisation. La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. Les figures 6 et 7 sont des vues respectives analogues aux figures 4 et 5 suivant un autre mode de réalisation de l'invention. Les figures 8 a 10 sont des vues en coupe passant par l'axe du collecteur complet selon trois autres modes de réalisation de l'invention. Le collecteur frontal représenté sur les figures est réalisé de manière connue à partir d'un flan annulaire de matière conductrice notamment de cuivre 1 dont la face intérieure la a subie une opération d'emboutissage de manière à former dans cette face des sillons radiaux 2a espacés d'angles égaux délimitant des lames collectrices 2 et dont le fond forme des pontets 3 (figure 2) en saillie par rapport à la face utile lb du flan 1. Conformément à un premier mode de réalisation de l'invention, une rainure annulaire 4 est ménagée dans la face intérieure la du flan annulaire dans laquelle est encastrée une rondelle plate isolée 5. La rondelle plate 5 peut-être réalisée en une matière synthétique fibreuse, ou bien être métallique, mais revêtue d'un revétement électriquement isolant. De manière générale la rondelle plate 5 est réalisée en toute matière possédant une assez grande résistance à la traction pour absorber les forces centrifuges La rondelle plate isolée électriquement 5 vient s'encastrer dans une rainure annulaire 4 ménagée dans la face intérieure la du flan annulaire 1. La profondeur de la rainure 4 est plus importante que l'épaisseur de la rondelle plate 5 de manière que les bords périphériques 4a et 4b de ladite rainure puisse être susceptible de subir, par une opération de frappe, une déformation sur tout ou en partie de leur longueur pour être rabattus sur ladite rondelle qu'ils maintiennent en un ensemble monobloc 10'. Le mode de réalisation du sous-ensemble monobloc 10A représenté sur les figures 4 et 5 diffère essentiellement du précédent en ce que la rainure annulaire 4A dans laquelle est encastrée la rondelle plate isolée électriquement 5A est enfermée entre deux couronnes coaxiales 8 et 9 de tétons 11 ménagés sur la face intérieure la du flan annulaire 1. Les tétons 11 sont d'une hauteur supérieure à l'épaisseur de la rondelle 5A. La rondelle plate 5A peut aussi être assemblée au flan annulaire 1 par une opération-de frappe sur l'extrémité des tétons dont la déformation procure le sertissage de ladite rondelle. Un téton 11, au moins, de chacune des couronnes 8 et 9 est ménagé sur chacune des lames collectrices 2 sur la face mentionnée du flan annulaire 1. Le mode de réalisation du sous-ensemble monobloc lOB représenté sur les figures 6 et 7 diffère des précédents en ce que la rondelle plate isolée électriquement 5B est enchassée sur une couronne de tétons 12 ménagés sur la face intérieure du flan annulaire la et qui traversent les orifices correspondant 13 ménagés dans ladite couronne 5A. Un téton 12, au moins, est ménagé sur chacune des lames collectrices 2. Le mode de réalisation représenté sur la figure 8 diffère essentiellement de celui des figures précédentes en ce que l'anneau de maintien isolé électriquement 5C a une section transversale dite en diabolo, c'est à dire sous la forme de deux triangles opposés par l'un de leurs sommets. La rainure 4C dans laquelle est encastré l'anneau de maintien 5C a une profondeur qui permet à ses bords periphériques 14 et 15 d'être rabattus sur les cotés latéraux inclinés en forme de triangle de l'anneau 5C et former aussi un sous-ensemble monobloc 10C. Le mode de réalisation représenté sur la figure 9 montre un flan annulaire 1 dont le diamètre intérieur est prolongé d'une collerette 16 vers l'intérieur du collecteur sur laquelle vient-se monter l'anneau de maintien 5D. Le bord périphérique de la collerette 16 est déformé sur ladite rondelle par une opération de frappe de manière à réaliser un bourrelet 16a qui assure le maintien de l'anneau 5D et constituer un sous-ensemble monobloc 10D. La figure 10 illustre une autre forme d'éxécution du collecteur selon l'invention dans laquelle l'anneau de maintien 5E est une rondelle plate isolée électriquement qui se loge dans un évidement cylindrique 17 dont la profondeur est plus grande que l'épaisseur de la rondelle 5E. La rondelle 5E est annexée dans l'évidement cylindrique 17 par un sertissage annulaire produisant un bourrelet 18. Afin de parfaire l'ancrage, le diamètre intérieur de la rondelle 5E est plus petit que la diamètre du flan annulaire 1. Le sertissage annulaire peut être réalisé sur tout ou en partie de la périphérie de l'évidement cylindrique 17. Une fois la rondelle 5E sertie dans l'évidement 17, on obtient un sous-ensemble 10E. Le sous-ensemble (10 à 10E) une fois réalisé est introduit au fond d'un moule d'injection ou de compression. Une douille métallique (non représentée) est éventuellement disposé dans l'axe du sous-ensemble et le tout est alors surmoulé par une matière isolante formant un corps ayant la forme d'un ensemble tronconique 7 comme représenté en traits fins sur les figures. I1 va de soi, que l'invention ne se limite pas aux seules formes d'éxécution de ce collecteur frontal qui ont été décrites ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation comportant des moyens équivalents. C'est ainsi notamment que les anneaux de renforcement peuvent être réalisés sous la forme d'anneaux à section transversale circulaire ou polygonale, ou de rondelle plus ou moins épaisses. REVENDICATIONS 1- Collecteur frontal pour machine électrique tournante du type réalisé à partir d'un flan annulaire (1) de matière conductrice dans lequel sont frappés des sillons radiaux (2a) délimitant les lames collectrices (2), le fond de ces sillons (2a) étant en saillie par rapport à la face utile (la) du flan (1), de manière qu'après surmoulage et usinage des pontets (3) correspondant à ces sillons (2a), les lames (2) soient séparées et ancrées dans un corps isolant (7) adapté à être fixé à un arbre de rotor par l'intermédiaire d'un fourreau métallique noyé dans lesdits corps caractérisé en ce qu'un anneau de renforcement et de maintien (5,5A,5B,---) est assemblé par sertissage sur la face intérieure (la) du flan annulaire (1) de manière à constituer un sous-ensemble monobloc (10) qui, après surmoulage du corps isolant (7) et usinage des pontets (3), une fois fixé sur l'arbre de rotor, détermine des lames collectrices (2) ancrées unitairement sur ledit anneau. 2- Collecteur frontal selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'anneau de renforcement est une rondelle plate isolée électriquement (5) qui vient s'encastrer dans une rainure annulaire (4) ménagée dans la face intérieure (la) du flan annulaire (1) et dans laquelle elle est sertie. 3- Collecteur frontal selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'anneau de renforcement et de maintien est une rondelle plate isolée électriquement (5B) et percée d'au moins autant de trous (13) disposés en couronne que le collecteur comporte de lames collectrices (2) lesquels sont traversés par des tétons (12) de sertissage correspondant réalisés de matière avec les lames collectrices (2) sur la face intérieure (la) du flan annulaire (1). 4- Collecteur frontal selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'anneau de renforcement (5C) a une section transversale dite en diabolo, c'est à dire sous la forme de deux triangles opposés par l'un de leurs sommets. 5- Collecteur frontal selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'anneau (5C) à section en diabolo est encastré dans une rainure annulaire (4C)menagée dans la face intérieure (la) du flan annulaire (1), rainure (4C) dont la profondeur est telle que tout ou en partie de ses bords périphériques puissent, par une opération de sertissage, être rabattus sur les cotés latéraux inclinés de l'anneau (5C). 6- Collecteur frontal selon l'une quelconque des revendications 2 et 5 caractérisé en ce que la rainure (4A) est conformée entre deux couronnes (8,9) de tétons de sertissage (11) ménagés sur la face intérieure (la) du flan annulaire (1). 7- Collecteur frontal selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'anneau de renforcement est une rondelle plate isolée électriquement (5D) qui vient se monter sur une collerette (16) prolongeant le diamètre intérieur du flan annulaire (1) et dont le bord périphérique est déformé pour constituer une collerette de sertissage (16a) sur ladite rondelle (5D). 8- Collecteur frontal selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'anneau de renforcement est une rondelle plate (5E) qui s'encastre dans un évidement cylindrique (17) ménagé dans le flan annulaire (1), rondelle dont le diamètre intérieur est plus petit que le diamètre intérieur dudit flan annulaire (1). 9- Collecteur frontal selon la revendication 6 caractérisé en ce que chacune des couronnes (8,9) comporte au moins autant de tétons (11) d'ancrage que de lames collectrices (2 > .