Procédé de fabrication de collecteurs frontaux de moteurs électriques

Description

[0001] L'invention concerne un procédé et des moyens de fabrication de collecteurs frontaux de moteurs électriques, applicables notamment aux collecteurs comportant une isolation entre les lames.

[0002] On connaît des collecteurs cylindriques de moteurs électriques avec une isolation en mica ou autre disposée dans des rainures périphériques, tels que ceux qui ont fait l'objet du Brevet américain US 2.202.820. du Brevet français 458.088 et du Brevet allemand 381.719. Aucun de ces Brevets n'apporte une solution satisfaisante. Il en est de même pour les collecteurs plats, ou frontaux, ou encore en forme de disque pour lesquels l'isolation inter-lamelles n'a pas encore été résolue de manière efficace.

[0003] L'invention telle qu'elle est caractérisée dans les revendications résout le problème consistant à réaliser d'une manière rationnelle et économique, des collecteurs frontaux à isolation inter-lamelles en mica, avec une bonne précision et des outillages simplifiés.

[0004] Selon une caractéristique du procédé selon l'invention, on débite le collecteur par tronçonnage, on usine les différents diamètres nécessaires, on exécute sur une face de la couronne obtenue, une pluralité de rainures radiales de profondeur inférieur à l'épaisseur du collecteur, afin de maintenir entre elles les lamelles constituées par les zônes entre les rainures, on introduit dans ces rainures des feuilles isolantes de profil correspondant au profil en section du collecteur, mais de dimensions différentes pour être maintenures dans les rainures lorsqu'on fait traverser en force le collecteur dans l'alésage de faible conicité, d'un outillage, puis dans un deuxième outillage opérant une retreine diamétrale, on enléve par usinage l'épaisseur de métal de collecteur situé entre les rainures radiales et la face du collecteur opposée aux rainures, on place ensuit le collecteur ainsi préparé, entre les deux parties d'un moule dans lequel on coule une résine d'enrobage du collecteur équipé de ses enroulements et d'un douille intérieure.

[0005] Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la description qui suit.

[0006] Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, aux figures des dessins annexés:

La figure 1 est une vue en perspective d'un collecteur ébauché.

[0007] La figure 2 est une vue en perspective d'une lamelle de mica de section correspondant sensiblement à la section du collecteur représenté selon la figure 1.

[0008] La figure 3 est une vue partielle, en perspective, du collecteur après exécution des rainures radiales.

[0009] La figure 4 est une vue en couple illustrant une lamelle de mica mise en place dans une rainure du collecteur.

[0010] Les figures 5, 6, 7 et 8 sont des vues à caractère schématique illustrant les autres phases du procédé selon l'invention.

[0011] Selon la présente invention et dans l'exemple nullement limitatif illustré aux dessins, les collecteurs sont débités à partir d'un barreau ou d'un tube de cuivre, par trononnage à la scie ou autrement, de manière à obtenir des disques qui sont respectivement usinés pour constituer une ébauche (1) de profil en section correspondant à sa définition ou ses caractéristiques d'emploi.

[0012] Dans l'exemple illustré, le collecteur présente une forme en section comprenant deux portées annulaires (1a-1b) de diamètres différents, avec dans l'alésage, une gorge (1c) de section rectangulaire, et extérieurement, une gorge (1d) de liaison.

[0013] Avec une fraise-scie ou autrement, on exécute à partir de la portée (1b), des rainures radiales (1e) dont la profondeur (a) est légèrement inférieure à l'épaisseur (b) du collecteur comme illustré figure 4, de manière à ce que les lamelles (1f) formées entre les rainures, soient maintenures entre elles.

[0014] Deux feuilles de mica ou autre matière isolante (2), d'épaisseur sensiblement égale à la largeur des rainures (1e), sont découpées suivant un profil semblable à celui de la section du collecteur, mais de hauter (e) légèrement inférieure ou égale à la profondeur (a) desdites rainures. Les faces (2a-2b-2c) débordent par rapport à la section du collecteur lorsque les feuilles sont disposées dans les rainures, tandis qu'au contraire, les faces (2d_-2e) sont disposées en retrait.

[0015] Les feuilles de mica (2) engagées et positionnées dans les rainures (1e), sont fermement maintenures en resserrant les lamelles (1f). A cet effet, le collecteur équipé de ses feuilles de mica, est placé à l'entrée d'un alésage (3a) de faible conicité, formé dans un outillage )3), dont le diamètre supérieur (d1) correspond sensiblement au diamètre du collecteur, tandis que le diamètre inférieur (d2) lui est inférieur, comme illustré figure 5. A l'aide d'un mandrin mobile (4) ou organe équivalent, on force le collecteur (1) à descendre au niveau du diamètre inférieur réduit (d2) de l'alésage (3a), pour permettre par rétreinte, la diminution de son diamètre, et par suite, le resserrement des lamelles (1f) venant ainsi serrer fortement les feuilles de mica (2). Ces dernières sont également comprimées à leur partie supérieure, par le mandrin (4), tandis que les parties minces (1g) du collecteur situées sous les rainures (1e), se déforment sous l'effort qu'elles subissent, comme illustré figure 5.

[0016] Un deuxième outillage (5), placé sous l'outillage (3), présente un alésage (5a) dont le diamètre (d3) est égale au diamètre (d2) de l'alésage (3a). En fin de course du mandrin (4), le collecteur est complètement et fermement engagé dans l'outillage (5).

[0017] L'outillage (5) muni de son collecteur, est ensuite usiné sur un tour, afin de réaliser par exemple, une gorge (1h) sur la portée (1b) du collecteur, et de dresser la face opposée du collecteur jusqu'à l'enlèvement des parties (1g) déformées.

[0018] Cette opération d'usinage terminée, un anneau métallique (6) de renforcement du collecteur, est par exemple, mis en place dans la gorge extérieure (1d) où il repose sur la face débordante (2a) des feuilles de mica, sans aucun contact avec le collecteur, donc sans liaison électrique, comme illustré figure 7.

[0019] L'outillage (5) muni de son collecteur, est ensuite centré au-dessus de l'alsége (7a) d'un troisième outillage (7) qui est en fait, la partie inférieure du moule dans lequel le collecteur doit être enrobé de résine, et qui comprend à cet effet, un alésage borgne (7a) destiné à recevoir le collecteur (1) éjecté de l'outillage (5) par poussée du mandrin (4) ou d'un organe similaire, comme illustré figure 7.

[0020] Il ne reste alors plus qu'à positionner la partie supérieure (8) du moule avec la douille intérieure (9) du collecteur, et à couler la résine (10) destinée à former le centre du rotor (figure 8), dont la périphérie équipée de façon connue, de ses enroulements reliés aux lamelles du collecteur, est ensuite formée également par enrobage de résine, dans un autre moule.

[0021] Bien entendu, de nombreuses variantes peuvent être introduites dans le cadre de l'invention. Par exemple, la gorge (1 h) peut être réalisée avant l'exécution des rainures (1e), par exemple, après le tronçonnage, ou bien être de forme différente, ou encore le collecteur peut ne pas présenter cette gorge (1 h). De même, l'anneau de renforcement (6) peut être supprimé ou disposé dans la gorge (1h), ou mis en place avant ou après positionnement du collecteur dans la partie inférieure (7) du moule.

Revendications

1. Procédé de fabrication de collecteurs frontaux de moteurs électriques, du type comportant une isolation entre les lames, caractérisé en ce que l'on débite le collecteur (1) par tronçonnage, on usine les différents diamètres nécessaires; on exécute sur une face de la couronne obtenue à l'aide d'un fraise-scie, une pluralité de rainures radiales (1e) de profondeur (a) inférieure à l'épaisseur (b) du collecteur, afin de maintenir entre elles les lamelles (1f) constituées par les zones entre les rainures, on introduit dans ces rainures des feuilles isolantes (2) de profil correspondant au profil en section du collecteur, mais de dimensions différentes, pour être maintaines dans les rainures lorsqu'on fait traverser en force le collecteur dans l'alésage (3a), de faible conicité, d'un outillage (3), puis, dans un deuxième outillage (5) opérant une retreinte diamétrale du collecteur, ou enlève par usinage, l'épaisseur de métal (1g) du collecteur situé entre les rainures radiales (1e) et la face du collecteur opposée aux rainures, on place ensuite le collecteur ainsi préparé, entre les deux parties (7-8) d'un moule dans lequel on coule une résine (10) d'enrobage du collecteur éluipé de ses enroulements et d'un douille intérieure (9). 2. Procédé selon 1, caractérisé en ce qu'on découpe les feuilles isolantes (2), suivant un profil tel que certaine portions (2a, 2b, 2c) des arêtes latérales sont en débordement du profil en section du collecteur, tandis que son arête supérieure et d'autres portions (2d, 2e) d'une desites arêtes latérales sont en retrait, cela lorsque lesdites feuilles (2) sont placées dans les rainures (1e).

3. Procédé selon 1, caractérisé en ce que le collecteur (1) ewquipé de ses feuilles isolantes (2), est placé à l'entrée de l'alésage (3a) de l'outillage (3) dont le diamètre supérieur (d1) correspond sensiblement au diamètre du collecteur, lequel est poussé par un mandrin (4) en direction du diamètre inférieur (d2) de l'alésage qui est de plus petit diamètre que le diamètre (d1), de manière à resserrer les lamelles (1f) du collecteur contre les feuilles isolantes (2), par rétreinte diamétrale.

4. Procédé selon 3, caractérisé en ce qu'en fin de cource du mandrin (4), le collecteur est entièrement engagé et maintenu dans le deuxième outillage (5) placé sous l'outillage (3) et dont l'alésage a un diamètre (d3) égal au diamètre (d2) de l'outillage (3), l'outillage (5) et le collecteur (1) étant alors positionnés sur un tour d'usinage, afin de dresser la face du collecteur (1) située sous les rainures (1e), jusqu'à enlèvement des épaisseurs de métal (1g), et pour effectuer d'autres usinages tels qu'une gorge (1h), du côté des rainures (1e).

5. Procédé selon 4, caractérisé en ce que l'outillage (5) et le collecteur (1) ainsi exécutés, sont centrés au-dessus de l'alésage (7a) d'un outillage (7) constituant la partie inférieur d'un moule, le collecteur étant éjecté de l'outillage (5) par le mandrin (4).

6. Procédé selon 5, caractérisé en ce que le collecteur (1) reçoit avant ou après sa mise en place dans l'outillage (7), un anneau de renforcement (6) disposé en appui sur une des portions des arêtes débordantes (2a) des feuilles isolantes (2), sans aucun contact électrique avec le collecteur.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung der Stirnkollektoren von Elektromotoren in der Ausführung mit Isolierung zwischen den Lamellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfehren die folgenden Arbeitsvorgänge erfasst: der Kollektor (1) wird durch Zerteilen ausgegeben; die verschiedenen erforderlichen Durchmesser werden bearbeitat; auf einer Fläche der mittels einer Fräsersäge gefertigten Krone wird eine Vielzahl von Radialrillen (le) ausgeführt, derer Tiefe (a) kleiner als die Stärke (b) des Kollektors ist, damit die durch die Zonen zwischen den Rillen gebildeten Lamellen (1f) zwischen den Rillen gehalten werden; Isolierfolien (2) mit einem dem Querschnittprofil des Kollektors entsprechenden Profil, jedoch von unterschiedlichen Abmessungen, werden in diese Rillen eingeführt, damit sie in den Rillen gehalten werden, während man den Kollektor durch die leichtkegelige Bohrung (3a) eines Werkzeugs (3), und dann durch ein zweites, ein diametrales Zusammendrücken des kollektors bewirkende Werkzeug (5) kraftschlüssig durchgehen lässt; die zwischen den Radialrillen (1e) und der den Rillen entgegengesetzten Kollektorfläche Metallschicht (1g) des Kollektors wird durch Bearbeiten weggenommen; dann wird der somit vorbereitete Kollektor zwischen den zweien Teilen (7-8) einer Form eingebracht, in welche ein Harz (10) zum Umhüllen des mit den zugehörigen Windungen und mit einer Innenfassung (9) versehenen Kollektors eingegossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierfolien (2) nach einem bestimmten Profil zugeschnitten wird, derart, dass gewisse Teile (2a, 2b, 2c) der seitlichen Scharfkanten aus dem Querschnitt profil des Kollektors hinausragen, während die Oberscharfkante des Kollektors und andere Teile (2d, 2e) der einen der genannten seitlichen Scharfkanten zurückspringend sind, wobei dieser Arbeitsvorgang erfolgt, wann die genannten Folien (2) in die Rillen eingebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit seinen Isolierfolien (2) versehene Kollektor )1) am Eingang der Bohrung (3a) des Werkzeugs (3) gebracht wird, derer Oberduchmesser (d1) dem Durchmesser des Kollektors etwa entspricht, der durch einen Dorn (4) in Richtung des unteren Durchmessers (d1) der Bohrung geschoben wird, der kleiner als der Durchmesser (d1) ist, damit die Lamellen (1f) des Kollektors gegen die Isolierfolien (2) durch diametrales Zusammendrücken eingezogen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor bei Beendigung der Bewegung des Doms' (4) in dem unter dem Werkzeug (3) befindlichen, zweiten werkzeug (5) völlig eingeführt und gehalten ist, dessen Bohrungsdurchmesser (d3) gleich dem Durchmesser (d2) des Werkzeugs (3) ist, wobei das Werkzeug (5) und der Kollektor (1) auf eine Bearbeitungsdrehbank zum Abrichten der unter den Rillen (1 e) befindlichen Fläche des Kollektors (1) bis zum Spanabheben der Metallschichten (1g) und zum Durchführen weiterer Bearbeitung wie eine Vertiefung (1h) seitens der Rillen (1e) positioniert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die so ausgeführten Werkzeug (5) und Kollektor (1) über die Bohrung (7a) eines Werkzeugs (7) zentriert werden, das den Unterteil einer Form bildet, wobei der Kollektor durch den Dorn (4) aus dem Werkzeug (5) ausgeworfen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kollektor (1) nach oder vor dessen Einrichten in dem Werzeug (7) einen Versteifungsring (6) aufnimmt, der auf den einen der Teile der aus den Isolierfolien (2) hinausragenden Scharfkanten (2a) ohne jede elektrische Berührung mit dem Kollektor abstützend angeordnet wird.

Claims

1. Method of manufacture of vertical commutators of electrical motors, of.the type comprising an insulation between the segments, characterized in that the method includes the following steps: the commutator (1) is paid off by cutting off; the various necessary diameters are machined; a plurality of radical grooves (1e) is provided on a face of the crown obtained by means of a milling cutter saw, the depth (a) of the grooves being less than the thickness (b) of the commutator, in order to hold between them the small segments (1f) formed by the regions between the grooves; insulating sheets (2) having a contour corresponding to the sectional contour of the commutator, however with different dimensions, are inserted within these grooves to be maintained therein when the commutator is forced through the slightly tapering bore (3a) of a tooling (3) and thereafter through a second tooling (5) effecting a diametral constriction of the commutator, the thickness of metal (1g) of the commutator, situated between the radial grooves (1e) and the face of the commutator opposite the grooves is removed by machining; the commutator thus prepared is then placed between the two parts (7-8) of a mold in which a resin (10) is poured for coating the commutator equipped with its coilings and with an inside socket (9).

2. Method as claimed in claim 1, characterized in that the insulating sheets (2) are cut out along such a contour that some portions (2a, 2b, 2c) of the lateral ridges will be projecting from the sectional contour of the commutator, while the top ridge thereof and other portions (2d, 2e) of one of said lateral ridges are recessed when said sheets (2) are placed within the grooves (1e).

3. Method as claimed in claim 1, characterized in that the commutator (1) equipped with its insulating sheets (2) is placed at the inlet of the bore (3a) of the tooling (3), the upper diameter (d1) of which corresponds nearly to the diameter of the commutator, which is urged by a chuck (4) in the direction of the lower diameter (d2) of the bore which has a smaller diameter than the diameter (dl), in order to tighten the small segments (1f) of the commutator against the insulating sheets (2) by diametral constriction.

4. Method as claimed in claim 3, characterized in that on completion of the stroke of the chuck (4), the commutator is entirely engaged and maintained within the second tooling (5) located beneath the tooling (3), the bore of this second tooling having a diameter (d3) which is equal to the diameter (d2) of the tooling (3), the tooling (5) and the commutator (1) being then positioned on a machining lathe in order to trim the face of the commutator (1) located beneath the grooves (1e) up to the removal of the metal thicknesses (1g), and in order to perform other machining steps such as a recessed portion (1 h) on the side of the grooves (1e).

5. Method as claimed in claim 4, characterized in that in the above embodiment of the tooling (5) and of the commutator (1), this tooling and this commutator are centered above the bore (7a) of the tooling (7) forming the lower part of a mould, the commutator being discharged from the tooling (5) by the chuck (4).

6. Method as claimed in claim 5, characterized in that the commutator (1), before or after the positioning thereof within the tooling (7), receives a reinforcement ring (6) disposed in abutment on one of the portions of the projecting ridges (2a) of the insulating sheets (2), without any electrical contact with the commutator.

Dessins