Brevet FR2741753A1 — publié le 19970530

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une bague de collecteur pour un moteur électrique, dans le cas duquel on forme, à partir d'une bande de matière, les la- melles de la bague de collecteur et les moyens de fixation de la bague de collecteur dans un corps en matière isolante, et on raccorde ensuite à la bague de collecteur, un nombre de lamel- les que l'on peut choisir à volonté. L'invention concerne également un collecteur fabri- qué avec une telle bague. Etat de la technique Il est connu de fabriquer des bagues de collecteur à partir d'une bande de matière, matricée auparavant, pour ob- tenir ce qu'on appelle des collecteurs tubulaires. Dans ce cas, on munit de rainures une bande sans fin, le cas échéant profi- lée, dont la largeur correspond à la longueur ultérieure de collecteur, perpendiculairement au sens du déplacement de la bande, au moyen d'un outil de formage, de telle sorte qu'on ob- tienne des lamelles reliées encore uniquement par des entretoi- ses. En fonction du nombre de lamelles d'une bague de collec- teur, on sépare un nombre correspondant de lamelles de la bande continue alors formée, et on les rattache à la bague de collec- teur. Pour stabiliser la bague de collecteur et pour isoler les différentes lamelles les unes par rapport aux autres, on noie le plus souvent la bague de collecteur, en même temps qu'un moyeu métallique, dans une masse de matière isolante. Pour éviter, lors de l'utilisation ultérieure de la bague de collecteur, selon sa destination, d'avoir une transla- tion axiale des lamelles, il est connu de pourvoir les lamelles de moyens de fixation qui viennent en prise dans la masse de matière isolante. C'est ainsi, par exemple, que le document DE- AS 1 218 053 indique un collecteur avec une bague dans le cas de laquelle des barbes sont embrevées sur les lamelles. Dans ce cas, on a l'inconvénient de rapetisser l'épaisseur exploitable35 des lamelles de la bague de collecteur par l'embrèvement des barbes. On connaît, en outre, par le document US-5 204 574, une bague de collecteur qui présente, dans le sens axial des lamelles, des profils en queue d'aronde. Grâce à ces profils en queue d'aronde connus, on a l'assurance d'avoir un blocage des lamelles dans le sens radial de collecteur, alors qu'on ne peut pas toutefois exclure une translation dans le sens axial de collecteur. Avantages de l'invention Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens de fixation sont constitués sous la forme de profilés s'étendant dans le sens axial des lamelles en étant interrompus. Ce procédé selon l'invention offre, par rapport à l'état de la technique, l'avantage qu'il est possible d'avoir un ancrage sûr des lamelles dans la matière isolante, tout en conservant l'épaisseur de lamelles exploitable. Grâce au fait que les moyens de fixation sont constitués sous la forme de profilés en queue d'aronde, interrompus, s'étendant dans le sens axial des lamelles, il est possible de façon avantageuse, au moyen d'une unique séquence de travail, exécutable de façon simple, de donner aux lamelles une forme telle qu'il soit pos- sible d'avoir en même temps, dans la matière isolante, un an- crage sûr des lamelles qui résiste aux forces radiales et/ou axiales. En particulier, grâce au profil en queue d'aronde in- terrompu dans le-sens axial, il est possible d'avoir, entre les moyens de fixation des lamelles et la matière isolante, des contre-dépouilles s'étendant dans le sens axial, qui empêchent une translation dans le sens axial. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le profilé interrompu en queue d'aronde est formé en une séquence de fabrication sur les lamelles; - le profilé en queue d'aronde est structuré au moyen d'au moins un outil de formage qui vient en prise latéra- lement sur les flancs des lamelles; - l'outil de formage vient en prise en même temps sur les flancs d'une lamelle qui se font vis-à-vis; - au moins deux mâchoires de l'outil de formage, que l'on peut réunir à la manière d'une pince, sont guidées contre les flancs; - plusieurs mâchoires sont guidées dans le sens axial des lamelles, en se trouvant à une certaine distance les unes des autres, en même temps contre les flancs des lamelles; - on règle le degré d'interruption du profilé en queue d'aronde au moyen de l'écartement axial des mâchoires. L'invention concerne également un collecteur de mo- teur électrique avec une bague formée de lamelles disposées côte à côte sur le pourtour et qui sont fixées dans un corps en matière isolante par l'intermédiaire d'un moyen de fixation, résultant de la mise en oeuvre du procédé caractérisé en ce que le moyen de fixation est constitué sous la forme d'un profilé, interrompu, en queue d'aronde. Selon d'autres caractéristiques de ce collecteur: - le moyen de fixation présente, par lamelle, au moins une section avec le profilé en queue d'aronde et une sec- tion sans le profilé en queue d'aronde; - les sections des lamelles passent l'une dans l'autre respectivement sur une face frontale axiale. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de ma- nière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation repré- senté sur les dessins annexés dans lesquels: - la-figure 1 montre une représentation en coupe à travers la bague de collecteur, - la figure 2 montre une vue de dessus de la face frontale de la bague de collecteur, la figure 3 montre une représentation partielle, agrandie, de la bague de collecteur, - la figure 4 montre un outil de formage servant à fabriquer les moyens de fixation selon l'invention, - la figure 5 montre une représentation fortement schématisée, des séquences de fabrication des moyens de fabri- cation selon l'invention et, - la figure 6 montre un collecteur avec une bague selon la figure 1. Description de l'exemple de réalisation Sur les figures i et 2, on montre une bague de col- lecteur désignée dans son ensemble par la référence 10. La ba- gue de collecteur 10 consiste en une multiplicité de lamelles 12 disposées en forme d'anneau, lamelles qui, vues en section transversale, présentent un profil en forme de L. Les lamelles 12 possèdent dans ce cas une aile longue 14 dont la face exté- rieure forme la surface de glissement de la bague de collecteur 10. En outre, il est prévu une aile courte 16, qui sert à la mise en contact des lamelles 12. Sur la face intérieure de l'aile 14, les lamelles 12 présentent des moyens de fixation 18 au moyen desquels celles-ci sont ancrées dans un corps en ma- tière isolante 11, représenté à la figure 6, qui sert le cas échéant en même temps de moyeu à la bague de collecteur 10. Le collecteur 13 ainsi formé, selon la figure 6, est monté sur l'arbre de l'induit d'un moteur électrique et finalement est mis en contact avec les enroulements de l'induit. Sur la figure 3, on a montré, selon une représenta- tion fortement agrandie, la bague de collecteur de façon frag- mentaire. On a omis dans ce cas la représentation des ailes 16 servant à assurer les contacts de raccordement, car il faudra dans la suite en venir à la fabrication selon l'invention des moyens de fixation 18. A partir de la représentation de la fi- gure 3, on peut voir nettement que les moyens de fixation 18 sont constitués d'une seule pièce avec les ailes 14 des lamel- les 12. Les moyens de fixation 18 possèdent, vus en section transversale, un profil en queue d'aronde orienté radialement vers l'intérieur. Sur la représentation agrandie selon la fi- gure 3, il apparaît clairement que les différentes lamelles 12 sont disposées à une certaine distance les unes des autres et ne possèdent pas d'organe de contact direct. Les espaces inter- médiaires 20 sont remplis de la matière isolante du corps en matière isolante 11, de telle sorte qu'on ait l'assurance d'avoir une isolation électrique des lamelles 12 les unes par rapport aux autres. Dans ce matériau isolant viennent en prise en même temps les moyens de fixation 18, c'est-à-dire les profilés en queue d'aronde 22. Les profilés en queue d'aronde 22 sont dans ce cas réalisés de façon interrompue dans le sens axial des la- melles 12, c'est-à-dire dans le sens axial de la bague de col- lecteur 10. Par le terme profilé en queue d'aronde interrompu 22, on doit comprendre que, vu dans le sens longitudinal des lamelles 12, des sections 24 avec un profil en queue d'aronde 22 alternent avec des sections 26 sans profil en queue d'aronde. Le nombre des sections 24 ou 26 sur la longueur des lamelles 12 peut être choisi à volonté. C'est ainsi qu'on peut, selon un premier exemple de réalisation, prévoir par lamelle 12 une section 24 et une section 26, tandis que selon un autre exemple de réalisation, on peut faire alterner relativement beaucoup de sections 24 ou 26. Une autre possibilité de réali- sation consiste à constituer respectivement sur les zones ter- minales de l'aile 14 des lamelles 12, respectivement une section 24 avec un profil en queue d'aronde 22, tandis que la pièce centrale qui se trouve entre les sections terminales, forme la section 26 (voir figure 5). Grâce aux sections alternées 24 ou 26, la lamelle 12 possède, sur ses passages, des faces frontales 28 qui sont une partie constituante du moyen de fixation 18. Au total on arrive, grâce à la constitution du pro- fil en queue d'aronde 22 et aux gradins 28, à avoir une fixa- tion sûre des lamelles 12 dans la matière isolante. Grâce à la contredépouille du profilé en queue d'aronde 22, on a l'assurance d'avoir un blocage dans le sens radial et, grâce aux gradins 28, d'avoir un blocage dans le sens axial de la ba- gue de collecteur 10. On va ci-après, à partir des figures 4 et 5 en ve- nir plus en détail à la fabrication de la bague de collecteur 10. C'est ainsi que la figure 5 montre d'une manière purement schématique différentes séquences de fabrication des lamelles 12. Pour simplifier la représentation on a montré sur la figure 5 uniquement les ailes 14 des lamelles 12. Les lamelles 12 sont matricées à partir d'une bande profilée 30 qui est en règle générale en cuivre. Pour cela, on produit lors d'une première séquence de fabrication, en travers de la bande profilée, une encoche 32 au moyen d'un outil de formage. Grâce aux encoches 32 situées à une certaine distance les unes des autres, on obtient une ébauche 34 des lamelles 12. Les ébauches sont reliées encore les unes aux autres uniquement par des entretoises 36. Grâce à la constitution des outils de formage qui servent à produire les encoches 32, on arrive à ce que les ébauches 34, vues en section transversale, présentent une forme en trapèze, de telle sorte que les flancs 38 s'étendent les uns à côté des autres en formant un angle qu'on peut choisir à volonté. L'outil de formage 40 indiqué sur la figure 5 uniquement par une flèche, vient dans ce cas en prise perpendiculairement à la bande profilée 30. Lors de la séquence de fabrication suivante, on ma- trice sur les ébauches 34 le profilé en queue d'aronde 22. Pour cela un outil de matriçage 42 en forme de pince vient en prise dans deux côtés de la face arrière de l'ébauche 34, c'est-à- dire respectivement sur les flancs 38. Cet outil de matriçage 42, uniquement représenté par des flèches sur la figure 5, pos- sède sur la longueur des lamelles 12, c'est-à-dire sur la lar- geur de la bande profilée 30, un contour correspondant qui garantit la formation des sections 24 avec un profil en queue d'aronde 22 et des sections 26 sans profil en queue d'aronde. Pour cela l'outil de matriçage 42 peut posséder des mâchoires 46 présentant une division correspondante, venant en prise sur les flancs 38, et qui, en se trouvant l'une derrière l'autre à une certaine distance, sont guidées en même temps contre les deux flancs 38 des lamelles 12. On règle le nombre des sections 24 ou 26, qui -alternent, en fonction de la division et de l'écartement des mâchoires. Après la fin du processus de matri- çage, on obtient les lamelles 12, en particulier les ailes 14, avec le montage exposé sur les figures 2 et 3, les mêmes par- ties étant pourvues des mêmes références numériques sans être décrites encore une fois. Après la fin du formage ou du matriçage des lamel- les 12 qui sont toujours reliées ensemble respectivement par les entretoises 36, on sépare un nombre de lamelles 12, que l'on peut choisir à volonté, de la bande profilée 30, et on les raccorde à la bague de collecteur 10. Dans ce cas les lamelles 12 avec leurs moyens de fixation 18, comme on l'a déjà exposé, sont ancrées dans une matière isolante. Ensuite, on sépare les lamelles 12 sur leur face extérieure, de la bande profilée 30, par un processus à enlèvement de copeaux, par exemple par pas- ses successives au tour, en enlevant les entretoises de liaison 36. On a représenté à la figure 6 un collecteur ainsi fabriqué. Sur la figure 4, on a représenté, selon une vue en coupe, un outil de matriçage 42 au moyen duquel a lieu le ma- triçage des profilés en queue d'aronde 22. On ne s'étendra pas plus en détail, dans le cadre de la présente description, sur une évocation plus détaillée de l'outil de matriçage 42, en particulier sur ses organes mécaniques de liaison et ses orga- nes d'entraînement. L'outil de matriçage 42 possède une alimentation 44 dans laquelle arrive la bande profilée 30 déjà pourvue aupara- vant des encoches 32. L'outil de matriçage 42 possède des mâ- choires 46 montées de façon à pouvoir pivoter, qui viennent en prise latéralement en même temps sur les flancs 38 des ébauches 34, selon la représentation de principe montrée sur la figure 5. Le mouvement de pivotement des mâchoires 46, qui peuvent se réunir à la manière d'une pince, est dans ce cas réglé de telle façon que l'on obtienne la formation du profilé en queue d'aronde 22. Au total, avec le procédé de fabrication selon l'invention, il est possible de fabriquer une bague de collec- teur 10, en particulier des lamelles 12 de bague de collecteur , dans le cas desquelles la section transversale des lamelles 12 n'est pas affectée par la formation des moyens de fixation 18. Par le matriçage du profilé en queue d'aronde 22, on dé- place uniquement la matière, de telle sorte qu'au total aucun affaiblissement de la section transversale n'a lieu. En même temps, on obtient au moyen d'une séquence de fabrication qui peut s'exécuter de façon simple, de pouvoir constituer des30 moyens de fixation 18 qui garantissent en même temps un ancrage sûr aussi bien dans le sens radial que dans le sens axial des lamelles. En outre, on arrive à ce que, grâce aux sections 24 ou 26 des lamelles 12, qui alternent les unes avec les autres, on conserve une résistance des lamelles, qui permette de les courber ou de les enrouler sur la bague de collecteur 10. R E V E N D I CATIONS 1 ) Procédé de fabrication d'une bague de collecteur (10) pour un moteur électrique, dans le cas duquel on forme, à partir d'une bande de matière, les lamelles (12) de la bague de col- lecteur (10) et les moyens de fixation (18) de la bague de col- lecteur dans un corps en matière isolante (11), et on raccorde ensuite à la bague de collecteur, un nombre de lamelles que l'on peut choisir à volonté, caractérisé en ce que les moyens de fixation (18) sont constitués sous la forme de profilés (22) s'étendant dans le sens axial des lamelles (12) en étant interrompus. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profilé interrompu en queue d'aronde (22) est formé en une séquence de fabrication sur les lamelles (12). 3 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le profilé en queue d'aronde (22) est structuré au moyen d'au moins un outil de formage (42) qui vient en prise latéralement sur les flancs (38) des lamelles (12). 4 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil de formage (42) vient en prise en même temps sur les flancs (38) d'une lamelle (12) qui se font vis-à-vis. 5 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins deux mâchoires (46) de l'outil de formage (42), que l'on peut réunir à la manière d'une pince, sont guidées contre les flancs (38). 6 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs mâchoires (46) sont guidées dans le sens axial des lamelles (12), en se trouvant à une certaine distance les unes des autres, en même temps contre les flancs (38) des lamelles (12) 7 ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que on règle le degré d'interruption du profilé en queue d'aronde (22) au moyen de l'écartement axial des mâchoires (46). 8 ) Collecteur de moteur électrique avec une bague (10) formée de lamelles (12) disposées côte à côte sur le pourtour et qui sont fixées dans un corps en matière isolante (11) par l'inter- médiaire d'un moyen de fixation (18), résultant de la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le moyen de fixation (18) est constitué sous la forme d'un pro- filé, interrompu, en queue d'aronde (22). 9 ) Collecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyen de fixation (18) présente, par lamelle (12), au moins une section (24) avec le profilé en queue d'aronde (22) et une section (26) sans le profilé en queue d'aronde (22). ) Collecteur selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les sections (24 et 26) des lamelles (12) passent l'une dans l'autre respectivement sur une face frontale axiale (28).