Brevet FR2653605A1 — publié le 19910426

La présente invention concerne les agencements à bagues collectrices permettant d'alimenter en courant électrique les enroulements de bobinage disposés sur un-arbre rotatif, ou de recevoir du courant électrique à partir de tels enroulements, et plus particulièrement un agencement à bagues collectrices pour alternateur. D'une manière classique, un alternateur comprend un ensemble stator comportant un noyau de stator en fer doux et des enroulements de stator, un ensemble rotor comportant un arbre (rotatif) de rotor sur lequel est disposé un enroulement de bobinage de rotor, une paire de bagues collectrices montées sur l'arbre de rotor et des balais destinés à assurer une liaison électrique avec les bagues collectrices. Ces bagues collectrices sont isolées électriquement l'une de l'autre et sont connectées électriquement à chaque extrémité de l'enroulement de bobinage de rotor. Le courant est amené aux bagues collectrices par les balais de façon à produire un champ magnétique dans l'enroulement de bobinage de rotor. Pendant que celui-ci tourne à l'intérieur de l'ensemble stator, un courant alternatif est produit dans les enroulements de stator.Il est d'une pratique courante que l'une et l'autre des bagues collectrices soient sensiblement cylindriques (ainsi que cela est représenté à la figure 1). La présente invention a pour but de fournir un perfectionnement à l'agencement à bagues collectrices mentionné plus haut. Un agencement à bague collectrice conforme à la présente e invention comprend une première bague collectrice en matière électriquement conductrice, qui est pratiquement cylindrique et est montée sur l'arbre rotatif, de façon contigüe à une première extrémité de cet arbre rotatif, afin de tourner avec celui-ci, et une seconde bague collectrice en matière électriquement conductrice qui est isolée électriquement de la première bague collectrice, est pratiquement plane et est montée sur la première extrémité de l'arbre rotatif afin de tourner avec celui-ci. La présente invention a l'avantage que agencement à bagues collectrices peut être réduit en longueur, ce qui permet une réduction de longueur de l'arbre rotatif. Dans un alternateur, il peut en résulter l'utilisation de moins de matière, une réduction de poids, une plus grande efficacité de l'alternateur et une réduction du coût. Par ailleurs, lorsqu'un balai a tendance à s'user plus rapidement que l'autre sur des agencements classiques (en raison des polarités différentes des balais), dans la présente invention, le balai s'usant normalement plus rapidement peut être utilisé avec la bague collectrice plane qui s'est avem produire moins d'usure sur les balais. Il en résulte par conséquent une usure plus uniforme des balais lorsqu'on utilise la présente invention. De préférence, la seconde bague collectrice est un disque circulaire pratiquement plan. in variante, cette bague collectrice peut être une bague annulaire pratiquement plane. Dans ce dernier cas, une partie de la première extrémité de l'arbre rotatif peut traverser le centre de la seconde bague collectrice. Dans l'un et l'autre cas, la seconde bague collectrice comporte de préférence un rebord cylindrique venu de matière sur son bord circonférentiel. L'arbre rotatif est de préférence en matière électriquement conductrice, auquel cas les première et seconde bagues collectrices sont de préférence montées sur un élément isolant en matière électriquement isolante qui est fixé sur l'arbre rotatif de façon à isoler électriquement ces première et seconde bagues collectrices l'une par rapport à l'autre et par rapport à l'arbre rotatif. En variante, l'arbre rotatif peut être en matière électriquement isolante, auquel cas les première et seconde bagues collectrices peuvent être montées directement sur cet arbre rotatif. Dans l'un et l'autre cas, la première et/ou la seconde bagues collectrices peuvent être fixées sur la matière électriquement isolante par des dents élastiques qui sont en une seule pièce avec la bague collectrice et qui mordent dans la matière électriquement isolante.En variante, la première et/ou la seconde bagues collectrices peuvent être fixées sur la matière électriquement isolante à l'aide d'une substance adhésive. De préférence, les première et seconde bagues collectrices sont en cuivre. La présente invention a aussi pour objet un alternateur comportant un agencement à bagues collectrices conforme à la présente invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor tiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe d'un agencement classique à bagues collectrices pour alternateur, la figure 2 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un agencement à bagues collectrices conforme à la présente invention, les figures 3 à 6 sont des vues en coupe de variantes de réalisation d'agencements à bagues collectrices conformes à la présente invention. L'agencement classique à bagues collectrices représenté à la figure 1 comprend un arbre (rotatif) de rotor 10, un élément isolant 12 en matière électriquement isolante, qui est fixé sur cet arbre rotatif, une paire de bagues collectrices en cuivre 14 et 16, qui sont pratiquement cylindriques et sont fixées sur cet élément isolant, et une paire de conducteurs électriques 18 et 20 servant à connecter chaque bague collectrice à une extrémité de l'enroulement de bobine de rotor (non représenté). L'agencement à bagues collectrices représenté à la figure 2 est conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention et est aussi destiné à être utilisé sur un alternateur. Dans cet agencement à bagues collectrices, un élément isolant 30 en matière électriquement isolante est fixé autour d'une extrémité 32 de l'arbre (rotatif) de rotor 34 qui est métallique. Une première bague collectrice 36 en cuivre est fixée sur cet élément isolant 30, à l'aide d'une substance adhésive, en une position contigüe à ltextrémité 32 de l'arbre de rotor 34, cette première bague collectrice étant pratiquement cylindrique comme dans un agencement classique. Une seconde bague collectrice 38 en cuivre est fixée sur l'élément isolant 32, à l'aide d'une substance adhésive, sur l'extré- mité 32 de l'arbre de rotor 34. Cette seconde bague collectrice 38 est un disque circulaire pratiquement plan. L'élément isolant 30 isole électriquement les bagues collectrices 36 et 38 l'une par rapport à l'autre et par rapport à l'arbre de rotor 34. Une paire de conducteurs 40 et 42 connectent chaque bague collectrice 36 ou 38 à une extrémité de l'enroulement de bobinage de rotor (non représenté). Ainsi qu'on peut le voir par comparaison avec la figure 1, l'agencement à bagues collectrices est réduit en longueur. Un agencement analogue à celui représenté à la figure 2 est aussi représenté aux figures 3, 4, 5 et 6, des parties analogues portant des chiffres de référence identiques. Dans l'agencement représenté à la figure 3, la seconde bague collectrice 38' comporte des dents élastiques venues de matière 44 qui mordent dans l'élément isolant 30 de façon à fixer la seconde bague collectrice sur celui-ci. A la figure 4, la seconde bague collectrice 46 se présente sous la forme d'un disque circulaire pratiquement plan 48 comportant un rebord cylindrique venu de matière 50 sur son bord circonférentiel extérieur. Dans ce cas, la seconde bague collectrice 46 est fixée à l'aide d'une substance adhésive sur l'élément isolant 30. Dans l'agencement analogue représenté à la figure 5, la seconde bague collectrice 46' est fixée à l'aide de dents élastiques venues de matière 52. L'agencement à bagues collectrices représenté à la figure 6 comprend une seconde bague collectrice 54 qui se présente sous la forme d'une bague annulaire pratiquement plane et qui est fixée sur l'élément isolant 30 à l'aide d'une substance adhésive. Dans ce cas, une partie 56 de l'extrémité 32 de l'arbre de rotor 34 traverse le centre de la seconde bague collectrice 54 de façon à permettre à l'extrémité de cet arbre de rotor d'être, si nécessaire, portée par un palier (non représenté). REVENDICATIONS 1. Agencement à bagues collectrices permettant d'alimenter en courant électrique les enroulements de bobinage qui sont disposés sur un arbre rotatif (34) de façon à tourner avec celui-ci, ou de recevoir du courant électrique à partir de tels enroulements, cet agencement à bagues collectrices comprenant une première bague collectrice (36) en matière électriquement conductrice, qui est pratiquement cylindrique et qui est montée sur l'arbre rotatif, de façon contigüe à une première extrémité (32) de cet arbre rotatif, afin de tourner avec celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde bague collectrice (38) en matière électriquement conductrice qui est isolée électriquement de la première bague collectrice, est pratiquement plane et est montée sur la première extrémité de l'arbre rotatif afin de tourner avec celui-ci. 2. Agencement à bagues collectrices suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde bague collectrice est un disque circulaire pratiquement plan (38, 38') en matière électriquement conductrice. 3. Agencement à bagues collectrices suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde bague collectrice (54) est une bague annulaire pratiquement plane en matière électriquement conductrice. 4. Agencement à bagues collectrices suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'une partie (56) de la première extrémité (32) de l'arbre rotatif (34) traverse le centre de la seconde bague collectrice (54). 5. Agencement à bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la seconde bague collectrice (46) possède un rebord cylindrique venu de matière (50) sur son bord circonférentiel. 6. Agencement à bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'arbre rotatif (34) est en matière électriquement conductrice, les première et seconde bagues collectrices (36, 38) étant montées sur un élément isolant (30) en matière électriquement isolante qui est fixé sur l'arbre rotatif de façon à isoler électriquement ces première et seconde bagues collectrices l'une par rapport à l'autre et par rapport à l'arbre rotatif. 7. Agencement à bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'arbre rotatif est en matière électriquement isolante. 8. Agencement à bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la première et/ou la seconde bagues collectrices (38', 46') sont fixées sur la matière électriquement isolante par des dents élastiques (44, 52) qui sont en une seule pièce avec la bague collectrice et qui mordent dans la matière électriquement isolante. 9. Agencement à bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la première et/ou la seconde bagues collectrices sont fixées sur la matière électriquement isolante à l'aide d'une substance adhésive. 10. Agencement à bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les première et seconde bagues collectrices sont en cuivre. 11. Alternateur comprenant un ensemble stator comportant un noyau de stator et des enroulements de stator, un ensemble rotor comportant un enroulement de rotor disposé sur un arbre de rotor, cet ensemble de rotor étant rotatif à l'intérieur de l'ensemble de stator, l'arbre de rotor constituant un arbre rotatif et comportant un agencement à bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, et un balai destiné à assurer une liaison électrique avec chaque bague collectrice.