Brevet FR2731850A1 — publié le 19960920

La présente invention concerne un induit de machine électrique tournante. La présente invention concerne plus particulièrement un induit de machine électrique tournante du type comportant un rotor supportant un bobinage d'induit alimenté par des balais frottant sur un collecteur en forme de tambour sur la surface cylindrique externe duquel sont agencées des lames conductrices longitudinales qui comportent chacune une piste de frottement des balais prolongée par une extrémité axiale de raccordement aux fils du bobinage. Selon une conception classique d'un tel type de collecteur, le raccordement des fils du bobinage de l'induit sur les lames conductrices du collecteur se fait notamment par soudage, avec ou sans apport de brasure, ou par sertissage à chaud des fils dans des encoches aménagées à cet effet dans des saillies prévues sur l'extrémité de raccordement de chaque lame. Dans les deux cas, la température atteinte au niveau de l'extrémité axiale de raccordement doit être très élevée, notamment dans le cas du soudage, pour que la liaison métallurgique puisse être réalisée correctement. Par transfert thermique, la lame conductrice peut voir sa température augmenter, au cours de l'opération de raccordement des fils, jusqu'à des températures pouvant provoquer une modification de l'état métallurgique de la lame au niveau des pistes de frottement. Ce cycle thermique, analogue à un recuit, tend à diminuer la dureté des pistes de frottement ce qui a un effet particulièrement néfaste sur leur durée de vie. L'invention a pour but de proposer une nouvelle conception d'un collecteur d'induit de machine électrique qui permet d'éviter un échauffement exagéré des lames conductrices, au niveau de leurs pistes de frottement, afin d'en augmenter la durée de vie. A cet effet, l'invention propose un induit de machine électrique tournante du type vu précédemment, caractérisé en ce que chaque lame comporte une restriction de section, entre l'extrémité de raccordement et la piste de frottement, destinée à limiter le transfert thermique en direction de la piste de frottement lors du raccordement des fils du bobinage sur les lames, notamment par soudage ou sertissage à chaud. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - chaque lame comporte une rainure transversale réalisée dans sa piste de frottement et agencée au voisinage de son extrémité axiale de raccordement - les rainures sont réalisées après assemblage du collecteur, par usinage d'une gorge radiale - chaque lame comporte, dans au moins une de ses deux faces latérales opposées perpendiculaires à la piste de frottement, une entaille verticale agencée au voisinage de son extrémité axiale de raccordement - chaque lame comporte deux entailles verticales réalisées chacune dans une de ses deux faces latérales opposées perpendiculaires à la piste de frottement de la lame, les deux entailles étant opposées et agencées au voisinage de l'extrémité axiale de raccordement - l'extrémité axiale de raccordement présente une épaisseur réduite par rapport au reste de la lame - la restriction d'épaisseur est obtenue par un évidement réalisé sous l'extrémité axiale de raccordement. L'invention propose également un démarreur pour un moteur à combustion d'un véhicule automobile dont l'induit est réalisé conformément aux enseignements de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue partielle en perspective d'un collecteur d'induit de machine électrique tournante selon l'état de la technique - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d'une partie d'extrémité axiale d'un induit de machine électrique tournante selon l'invention - la figure 3 est une vue agrandie du détail III de la figure 2 - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un collecteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention - la figure 5 est une vue de dessus de la face supérieure de frottement d'une lame de collecteur selon ce deuxième mode de réalisation - la figure 6 est une vue en coupe axiale d'un collecteur selon un troisième mode de réalisation. On a représenté sur la figure 1 l'induit 10 d'une machine électrique tournante, telle qu'un moteur de démarreur pour véhicule automobile. L'induit 10 comporte notamment un rotor 12, ici illustré en silhouette, dont des encoches axiales 14 reçoivent des fils 16 d'un bobinage rotorique (non représenté). Le rotor 12 se prolonge axialement au-delà de l'une de ses faces axiales d'extrémité 18 par un arbre 20 qui porte un collecteur 22. Le collecteur 22 représenté à la figure 1 est réalisé suivant un principe connu de l'état de la technique. Le collecteur 22 se présente sous la forme d'un tambour 24 dont le corps annulaire est réalisé en matière isolante, qui est monté sur l'arbre 20 du rotor 12 et qui porte sur sa surface cylindrique externe 26 une série de lames conductrices 28 disposées axialement côte à côte. Les lames conductrices 28 sont régulièrement réparties sur le collecteur 22 et sont séparées l'une de l'autre par des rainures axiales 30. Sur chacune des lames conductrices 28, est soudé au moins un fil 16 du bobinage du rotor 12. Sur la figure 1 on a représenté de manière schématique l'opération d'assemblage par soudage d'un fil 16 du bobinage sur une lame conductrice 28. Une électrode 31 plaque une extrémité du fil 16 sur la lame conductrice 28 qui est elle-même reliée à une deuxième électrode (non représentée). C'est la différence de potentiel induite par les deux électrodes sur le fil 16 et sur la lame 28 qui provoque le soudage, opération au cours de laquelle se produit un échauffement important des lames conductrices 28. On a représenté sur la figure 2, un induit de machine tournante munie d'un collecteur 22 selon l'invention. Un balai 32 est représenté qui frotte sur le collecteur 22 et notamment sur les lames conductrices 28 au niveau de leurs pistes de frottement 34. On a également représenté schématiquement la liaison d'un fil 16 de bobinage du rotor 12 sur une extrémité axiale de raccordement 36 d'une lame conductrice 28. La figure 3 est un agrandissement de la zone de raccordement du fil 16 sur la lame conductrice 28. Conformément aux enseignements de l'invention, la lame conductrice 28 présente, entre son extrémité axiale de raccordement 36 et sa piste de frottement 34, une restriction de section 38 destinée à limiter le transfert thermique entre ces deux parties. Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 2 et 3, la restriction de section est formée d'une rainure transversale 38 formée dans la piste de frottement 34, au voisinage de l'extrémité axiale de raccordement 36. Cette rainure transversale 38 sera de préférence réalisée en dehors de la zone de contact du balai 32 avec la lame conductrice 28 afin de ne pas perturber le contact électrique en utilisation. Selon un principe connu, un tel type de collecteur est réalisé par moulage, la bague 24 en matière plastique étant surmoulée autour des lames conductrices 28. On pourra ainsi avantageusement prévoir de réaliser un collecteur selon l'invention en utilisant des lames conductrices préalablement dépourvues de restriction de section. L'usinage des rainures 38 se fera alors après assemblage, par exemple par tournage. On a représenté sur les figures 4 et 5 un deuxième mode de réalisation d'un collecteur suivant l'invention. Suivant ce deuxième mode de réalisation de l'invention, la restriction de section entre l'extrémité axiale de raccordement 36 et la piste de frottement 34 est réalisée sous la forme de deux entailles 40 réalisées dans chacune des deux faces latérales opposées 42 perpendiculaires à la piste de frottement 34. On a également représenté sur la figure 4 un mode de fixation d'une lame conductrice 28 sur la bague 24 du collecteur 22. La lame conductrice 28 est munie sur sa face inférieure 44 de deux talons d'ancrage 46 qui sont noyés dans la masse de la bague 24 en matière plastique. Les talons 46 permettent d'assurer le positionnement et le maintien des lames conductrices 28 au cours du surmoulage de la bague 24 et permettent leur fixation sur le collecteur 22 afin notamment de résister à la force centrifuge. On a représenté sur la figure 6 un troisième mode de réalisation d'un collecteur 22 suivant l'invention. Selon ce troisième mode de réalisation de l'invention, la restriction de section de la lame conductrice 28 est réalisée sous la forme d'un évidement 48 réalisé dans la face inférieure 44 de la lame conductrice 28, sous son extrémité axiale de raccordement 36. L'extrémité axiale de raccordement 36 présente alors une épaisseur moindre que le reste de la lame conductrice 28. De manière générale, on pourra, sans sortir du cadre de l'invention prévoir une forme quelconque de restriction de section compatible avec les contraintes de résistance mécanique et de bonne conductivité électrique. De même, dans le cas où les lames conductrices sont des pièces moulées, les restrictions pourront être réalisées par moulage. REVENDICATIONS 1. Induit de machine électrique tournante du type comportant un rotor (12) supportant un bobinage d'induit (10) alimenté par des balais (32) frottant sur un collecteur (22) en forme de tambour (24) sur la surface cylindrique externe (26) duquel sont agencées des lames conductrices (28) longitudinales qui comportent chacune une piste de frottement (34) des balais (32) prolongée par une extrémité axiale de raccordement (36) aux fils (16) du bobinage, caractérisé en ce que chaque lame (28) comporte une restriction de section (38), entre l'extrémité de raccordement (36) et la piste de frottement (34), destinée à limiter le transfert thermique en direction de la piste de frottement (34) lors du raccordement des fils (16) du bobinage sur les lames (28), notamment par soudage ou sertissage à chaud. 2. Induit de machine électrique tournante selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque lame (28) comporte une rainure transversale (38) réalisée dans sa piste de frottement (34) et agencée au voisinage de son extrémité axiale de raccordement (36). 3. Induit de machine électrique tournante selon la revendication 2, caractérisé en ce que les rainures (38) sont réalisées après assemblage du collecteur (22), par usinage d'une gorge radiale. 4. Induit de machine électrique tournante selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque lame (28) comporte, dans au moins une de ses deux faces latérales opposées (42) perpendiculaires à la piste de frottement (34), une entaille verticale (40) agencée au voisinage de son extrémité axiale de raccordement (36). 5. Induit de machine électrique tournante selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque lame (28) comporte deux entailles (40) verticales réalisées chacune dans une de ses deux faces latérales opposées (42) perpendiculaires à la piste de frottement (34) de la lame (28), les deux entailles (40) étant opposées et agencées au voisinage de l'extrémité axiale de raccordement (36). 6. Induit de machine électrique tournante selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité axiale de raccordement (36) présente une épaisseur réduite par rapport au reste de la lame. 7. Induit de machine électrique tournante selon la revendication 6, caractérisé en ce que la restriction d'épaisseur est obtenue par un évidement (48) réalisé sous l'extrémité axiale de raccordement (36). 8. Démarreur de moteur à combustion de véhicule automobile, caractérisé en ce que son induit est réalisé conformément à l'une quelconque des revendications précédentes.