TOURNANTE POUR LA MISE EN ŒUVRE DE CELUI-CI DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION.

La présente invention concerne un procédé d'assemblage d'un collecteur sur l'arbre d'un rotor d'une machine électrique tournante, ainsi que les arbre et collecteur adaptés.

L'invention concerne également un rotor comprenant de tels arbre et collecteur, ainsi qu'une machine électrique tournante équipée d'un tel rotor.

ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION.

Un collecteur comportant des bagues collectrices permettant l'alimentation en courant du ou des enroulements d'un rotor d'une machine électrique tournante est généralement réalisé sous la forme d'une pièce séparée qui est rapportée ensuite à une extrémité de l'arbre du rotor.

Il est connu de réaliser un tel collecteur par surmoulage de matière isolante sur des éléments électriquement conducteurs, de manière à former un corps de forme globalement cylindrique présentant sur sa surface extérieure des bagues conductrices, et intérieurement des éléments de connexion des bagues avec les extrémités du ou des enroulements. Un alésage axial permet l'agencement du collecteur en bout d'arbre du rotor.

L'assemblage du collecteur sur l'arbre est une opération délicate, car elle doit répondre à des objectifs divergents:

- le collecteur doit être solidement fixé sur l'arbre;

- les contraintes mécaniques appliquées sur le collecteur au cours de l'assemblage doivent être faibles car le matériau du collecteur, notamment du plastique, est généralement très cassant;

- le procédé doit être simple à mettre en œuvre pour une fabrication en série. Le procédé décrit dans le brevet américain US41 14056 consiste à emmancher à force, au moyen d'une presse, le collecteur sur l'arbre dont l'extrémité a été moletée.

Ce procédé est simple, mais durant l'opération d'assemblage, la partie moletée extérieurement de l'arbre, comportant des dents présentant des arêtes tranchantes dans le cas d'un moletage important, occasionne des fissurations du collecteur.

L'expérience montre que ces fissures fragilisent mécaniquement le collecteur et sont la cause de courts-circuits entre l'arbre et les bagues collectrices.

De plus, la déformation du collecteur après emmanchement sur l'arbre, notamment des bagues collectrices, n'est pas uniforme. Une section, de circulaire, devient elliptique. Ce défaut se traduit par une usure prématurée des balais et conduit à une réduction de la durée de vie de la machine.

Une diminution de la hauteur des dents du moletage permettrait de pallier les inconvénients précités, mais diminuerait la fiabilité de la fixation du collecteur sur l'arbre.

Un procédé tel que celui décrit dans la demande de brevet FR2514209 permettrait probablement d'améliorer la solidarisation entre le collecteur et la partie moletée extérieurement de l'arbre en interposant une résine d'imprégnation.

Toutefois un procédé de ce type perdrait de sa facilité de mise en œuvre.

DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION.

Le but de la présente invention est donc de pallier les inconvénients ci- dessus en proposant un procédé d'assemblage d'un collecteur sur l'arbre d'un rotor, par emmanchement à force sur une partie moletée extérieurement d'une extrémité de l'arbre, remarquable en ce que cet emmanchement est réalisé de telle sorte que la partie moletée extérieurement reste située à l'extérieur d'une première portion du collecteur supportant des bagues collectrices.

De plus, selon ce procédé, une partie moletée intérieurement du collecteur située essentiellement à l'extérieur de cette première portion est avantageusement emmanchée à force sur une partie lisse extérieurement de l'extrémité de l'arbre.

Un collecteur adapté à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et du type de ceux réalisés par surmoulage de matière isolante sur des éléments électriquement conducteurs comprenant des bagues collectrices, est remarquable en ce qu'il comporte une partie moletée intérieurement située essentiellement à l'extérieur d'une première portion du collecteur qui supporte les bagues collectrices.

De préférence, ce collecteur présente une partie lisse intérieurement en dehors de sa partie moletée intérieurement. Un arbre d'un rotor adapté à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention est aussi remarquable en ce qu'il comporte une extrémité présentant une partie moletée extérieurement apte à coopérer avec une seconde portion d'un collecteur ne supportant pas des bagues collectrices de ce collecteur.

L'extrémité de cet arbre présente de préférence une partie lisse extérieurement en dehors de la partie moletée extérieurement.

L'invention concerne aussi un rotor comprenant un collecteur et un arbre tels que décrits précédemment, ainsi qu'une machine électrique tournante comprenant un tel rotor.

Ces quelques spécifications essentielles auront rendu évidents pour l'homme de métier les avantages apportés par le procédé d'assemblage d'un collecteur sur l'arbre d'un rotor selon invention par rapport à l'état de la technique antérieur, au plan du maintien du collecteur sur l'arbre sans détérioration des bagues collectrices.

Quand cette machine électrique tournante est un alternateur, ou alterno- démarreur de véhicule automobile, la durée de vie allongée des balais autorisée par la présente invention est un avantage très important.

Les spécifications détaillées de l'invention sont données dans la description qui suit en liaison avec les dessins ci-annexés. Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que d'illustrer le texte de la description et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS.

La Figure 1 illustre le procédé d'assemblage sur l'arbre d'un rotor selon l'invention.

La Figure 2a est une vue en bout de l'extrémité d'un arbre d'un rotor selon l'invention.

La Figure 2b est une vue en bout d'un collecteur selon l'invention.

La Figure 3 est vue en coupe axiale du collecteur et de l'extrémité de l'arbre du rotor selon l'invention.

DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE DE L'INVENTION.

L'optimisation de l'assemblage 1 et du serrage entre l'arbre 2 et le collecteur 3 consiste à modifier les deux surfaces en contact afin de diminuer les déformations des bagues sans dégrader le niveau de serrage. La Figure 1 montre bien la solution proposée consistant à assembler un arbre 2 et un collecteur 3 partiellement moletés.

L'extrémité 4 de l'arbre 2 présente, du côté 5 des connexions de l'enroulement d'excitation du rotor, une partie moletée extérieurement 6.

La vue en bout de l'extrémité 4 de l'arbre 2 de la Figure 2a montre bien le profil en forme de dents des arêtes axiales qui constituent le moletage 6.

Dans cette forme de réalisation, ces dents, réparties régulièrement sur la périphérie de l'extrémité 4 de l'axe 2 d'un diamètre extérieur d'environ 5,6 mm, sont au nombre de 36 et présentent une hauteur d'environ 0,1 mm.

La partie extérieurement moletée 6 s'étend axialement seulement sur environ

5 mm dans cette forme de réalisation particulière de l'invention.

La plus grande partie de l'extrémité 4 de l'axe 2 est donc lisse.

Cette partie lisse extérieurement 7 ne déforme pas le collecteur 3 au cours de l'assemblage 1 , et notamment les bagues collectrices 8, dans la mesure où, selon le procédé de l'invention, la partie moletée extérieurement 6 reste située à l'extérieur d'une première portion A du collecteur 3 qui supporte ces bagues 8.

Le maintien du collecteur 3 sur l'extrémité de l'arbre 2 est assuré par la déformation du matériau du collecteur 3, tel que du plastique, moins dur que la matière de l'arbre 2, généralement de l'acier, au niveau d'une seconde portion B du collecteur 3 qui ne supporte pas les bagues collectrices 8.

Un maintien supplémentaire du collecteur 3 sur l'extrémité 4 de l'axe 2, pour éviter tout jeu, est obtenu en munissant le collecteur 3 d'une partie moletée intérieurement 9 située essentiellement à l'extérieur de la première portion A du collecteur 3 et au niveau d'une troisième portion C extrémale.

Dans ces conditions, la déformation du matériau du collecteur 3, qui permet le serrage du collecteur 3 sur l'extrémité 4 de l'arbre 2 du rotor, n'a pas d'influence sur la forme des bagues collectrices 8 qui restent cylindriques.

La vue en bout du collecteur 3 de la Figure 2a montre bien le profil en forme de dents des rainures axiales qui constituent le moletage 9.

Dans cette forme de réalisation, ces dents, réparties régulièrement sur la périphérie de l'alésage axial 10 d'un diamètre intérieur d'environ 5,6 mm, sont au nombre de 36 et présentent une profondeur d'environ 0,1 mm.

La partie moletée intérieurement 9 s'étend axialement seulement sur environ 2 mm, dans cette forme de réalisation particulière de l'invention. La plus grande partie de l'alésage axial 10, vers les éléments électriquement conducteurs 1 1 , est donc lisse.

Comme le montre bien la coupe axiale de la Figure 3, la partie lisse intérieurement 12 du collecteur 3 et la partie lisse extérieurement 7 de l'extrémité 4 de l'arbre 2 sont en regard au niveau de la première portion A du collecteur supportant les bagues collectrice 8, quand collecteur 3 et arbre 2 sont assemblés.

Le diamètre interne de l'alésage axial du collecteur 3 est avantageusement sensiblement identique au diamètre externe de l'extrémité 4 de l'axe 2 du rotor, c'est-à-dire d'environ 5,6 mm dans cette forme de réalisation. De la sorte, un guidage est obtenu sans effet sur la forme des bagues collectrices 8.

L'avantage du procédé d'assemblage d'un collecteur 3 sur un arbre 2 selon l'invention, et des collecteur 3 et arbre 2 adaptés, est que, grâce au moletage partiel sur l'arbre 2 et sur un bout C du collecteur 3, un bon maintien du collecteur 3 est assuré sans déformation notable des bagues collectrices 8.

Les bagues collectrices 8 étant moins déformées au cours de l'opération d'assemblage, une machine électrique tournante munie d'un rotor comprenant un collecteur 3 et un arbre 2 assemblés par le procédé selon l'invention verra sa durée de vie augmenter, car les efforts et les vibrations provoquées par une ovalisation des bagues collectrices 8 seront plus faibles et par conséquent l'usure des balais plus réduite.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode d'exécution préférentiel décrit ci-dessus.

Le nombre de bagues collectrices montrées, le nombre de dents des parties moletées indiqué, et les dimensions spécifiées ne sont que des exemples.

L'homme de métier appliquera facilement le procédé d'assemblage d'un collecteur 3 sur l'arbre 2 d'un rotor décrit ci-dessus à des machines électriques tournantes de toutes tailles.

L'invention embrasse donc toutes les variantes possibles de réalisation dans la limite de l'objet des revendications ci-après.