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EP0040163B1 - Procédé de fabrication de collecteurs frontaux de moteurs électriques - Google Patents

Procédé de fabrication de collecteurs frontaux de moteurs électriques Download PDF

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EP0040163B1
EP0040163B1 EP81420069A EP81420069A EP0040163B1 EP 0040163 B1 EP0040163 B1 EP 0040163B1 EP 81420069 A EP81420069 A EP 81420069A EP 81420069 A EP81420069 A EP 81420069A EP 0040163 B1 EP0040163 B1 EP 0040163B1
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EP
European Patent Office
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commutator
tooling
grooves
diameter
bore
Prior art date
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Expired
Application number
EP81420069A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0040163A1 (fr
Inventor
Michel Coquillart
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mavilor Systemes SA
Original Assignee
Mavilor Systemes SA
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Publication date
Application filed by Mavilor Systemes SA filed Critical Mavilor Systemes SA
Publication of EP0040163A1 publication Critical patent/EP0040163A1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/06—Manufacture of commutators
    • H01R43/08—Manufacture of commutators in which segments are not separated until after assembly
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/04—Commutators
    • H01R39/06—Commutators other than with external cylindrical contact surface, e.g. flat commutators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49011—Commutator or slip ring assembly
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49799—Providing transitory integral holding or handling portion

Definitions

  • the invention relates to a method and means for manufacturing front collectors of electric motors, applicable in particular to collectors comprising insulation between the blades.
  • Cylindrical collectors of electric motors are known with mica or other insulation disposed in peripheral grooves, such as those which have been the subject of US Patent US 2,202,820. French Patent 458,088 and German Patent 381,719. None of these Patents provides a satisfactory solution. It is the same for flat collectors, or front, or disc-shaped for which the inter-lamella insulation has not yet been resolved effectively.
  • the invention as characterized in the claims solves the problem of producing in a rational and economical manner, front collectors with inter-lamella insulation in mica, with good precision and simplified tools.
  • the collector is cut by cutting, the various diameters are machined, a plurality of radial grooves of depth less than the thickness of the collector are executed on one face of the crown obtained to maintain between them the strips formed by the zones between the grooves, are introduced into these grooves insulating sheets of profile corresponding to the sectional profile of the collector, but of different dimensions to be held in the grooves when the force is passed through collector in the bore of low taper, of a tool, then in a second tool operating a diametric retreine, the metal thickness of the collector located between the radial grooves and the face of the collector opposite to the grooves is removed by machining. then places the collector thus prepared, between the two parts of a mold into which a coating resin is poured from the collector equipped with e its windings and an inner sleeve.
  • FIG. 2 is a perspective view of a mica strip of section corresponding substantially to the section of the collector shown according to FIG. 1.
  • Figure 3 is a partial perspective view of the manifold after execution of the radial grooves.
  • Figure 4 is a couple view illustrating a mica strip placed in a groove of the collector.
  • Figures 5, 6, 7 and 8 are schematic views illustrating the other phases of the method according to the invention.
  • the collectors are cut from a bar or a copper tube, by sawing off or otherwise, so as to obtain discs which are respectively machined to constitute a blank (1) of sectional profile corresponding to its definition or its characteristics of use.
  • the manifold has a sectional shape comprising two annular bearings (1a-1b) of different diameters, with in the bore, a groove (1c) of rectangular section, and externally, a groove (1d) of liaison.
  • Radial grooves (1e), the depth (a) of which is slightly less than the thickness (b) of the collector, as illustrated in FIG. 4, are executed with a saw mill or otherwise. that the strips (1f) formed between the grooves are held together.
  • Two sheets of mica or other insulating material (2) are cut according to a profile similar to that of the section of the collector, but of height (e) slightly less than or equal at the depth (a) of said grooves.
  • the faces (2a-2b-2c) project beyond the cross-section of the collector when the sheets are arranged in the grooves, while on the contrary, the faces (2d - 2e) are arranged in withdrawal.
  • the mica sheets (2) engaged and positioned in the grooves (1e) are firmly held in place by tightening the strips (1f).
  • the collector equipped with its mica sheets is placed at the entrance of a bore (3a) of low taper, formed in a tool) 3), whose upper diameter (d1) corresponds substantially to the diameter of the collector, while the lower diameter (d2) is smaller, as illustrated in FIG. 5.
  • the collector (1) is forced to descend to the level of the reduced lower diameter (d2) of the bore (3a), to allow by shrinking, the reduction of its diameter, and consequently, the tightening of the strips (1f) thus strongly tightening the sheets of mica (2).
  • the latter are also compressed at their upper part, by the mandrel (4), while the thin parts (1g) of the collector situated under the grooves (1e), deform under the force which they undergo, as illustrated in FIG. 5 .
  • a second tool (5), placed under the tool (3), has a bore (5a) whose diameter (d3) is equal to the diameter (d2) of the bore (3a).
  • the collector is completely and firmly engaged in the tool (5).
  • the tool (5) provided with its collector is then machined on a lathe, in order to produce for example, a groove (1h) on the bearing surface (1b) of the collector, and to erect the opposite face of the collector up to the 'removal of the deformed parts (1g).
  • a metal ring (6) for reinforcing the collector is for example, placed in the outer groove (1d) where it rests on the projecting face (2a) of the mica sheets, without any contact with the collector, therefore without electrical connection, as illustrated in FIG. 7.
  • the tool (5) provided with its collector is then centered above the bore (7a) of a third tool (7) which is in fact, the lower part of the mold in which the collector must be coated with resin, and which comprises for this purpose, a blind bore (7a) intended to receive the collector (1) ejected from the tool (5) by pushing the mandrel (4) or a similar member, as illustrated in FIG. 7.
  • the groove (1 h) can be made before the execution of the grooves (1e), for example, after cutting, or else be of different shape, or the collector may not have this groove (1 h) .
  • the reinforcing ring (6) can be removed or placed in the groove (1h), or put in place before or after positioning the collector in the lower part (7) of the mold.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Motor Or Generator Current Collectors (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la description qui suit.
  • 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.
  • 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.
  • La figure 3 est une vue partielle, en perspective, du collecteur après exécution des rainures radiales.
  • La figure 4 est une vue en couple illustrant une lamelle de mica mise en place dans une rainure du collecteur.
  • Les figures 5, 6, 7 et 8 sont des vues à caractère schématique illustrant les autres phases du procédé selon l'invention.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (6)

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.
EP81420069A 1980-05-09 1981-05-07 Procédé de fabrication de collecteurs frontaux de moteurs électriques Expired EP0040163B1 (fr)

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EP0040163A1 EP0040163A1 (fr) 1981-11-18
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EP (1) EP0040163B1 (fr)
JP (1) JPS573556A (fr)
CA (1) CA1171254A (fr)
DE (2) DE40163T1 (fr)
ES (1) ES8203168A1 (fr)
FR (1) FR2482375A1 (fr)
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