EP0644629A1 - Collecteur rapporté pour alternateur notamment de véhicule automobile - Google Patents

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EP0644629A1
EP0644629A1 EP94402049A EP94402049A EP0644629A1 EP 0644629 A1 EP0644629 A1 EP 0644629A1 EP 94402049 A EP94402049 A EP 94402049A EP 94402049 A EP94402049 A EP 94402049A EP 0644629 A1 EP0644629 A1 EP 0644629A1
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EP
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alternator
notches
extension
notch
shaft
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Patrick Rondier
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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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
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/14—Fastenings of commutators or slip-rings to shafts

Definitions

  • the present invention relates generally to alternators in particular for motor vehicles.
  • the slip rings are produced directly on an overhanging part of the alternator shaft.
  • Another known technique consists in making the collector in the form of a separate part, for example by overmolding, and then in bringing this part to the alternator shaft, for example by force fitting.
  • Such a known attached collector is produced by overmolding of insulating material on electrically conductive elements, and comprises a generally cylindrical body comprising at its outer surface two slip rings, and elements for connecting the rings with the ends of the wires of a winding.
  • the collector comprises, on the side of the body on which the fitting force is to be exerted, an extension of the insulating material of the overmolding over a short distance, in order to ensure satisfactory wedging of the adjacent ring. in axial direction.
  • the invention aims in the first place to overcome this drawback.
  • the present invention therefore also proposes to ensure that a collector to be fitted on the alternator shaft and having a general symmetry of revolution over 180 ° can adopt a particular orientation among the two possible orientations, in order to ensure a matching of the connection between the two ends of the coil wires and the two collector rings to minimize the above-mentioned disturbances.
  • the present invention relates to a manifold intended to be force fitted on an alternator shaft, in particular of a motor vehicle, of the type produced by overmolding of insulating material on electrically conductive elements, and comprising a generally cylindrical body comprising on its outer surface two slip rings connected to two connection elements with the ends of the wires of a winding, the body comprising a bore for said shaft and an extension of insulating material beyond one of the two rings, on a side where a force of fitting must be exerted, characterized in that at least one notch is formed in said extension, throughout its axial thickness, and reveals an edge of the adjacent ring, so that the fitting effort can be exerted directly on said ring through said notch.
  • the invention also provides an alternator in particular for a motor vehicle, characterized in that it comprises on a projecting shaft a manifold as defined above.
  • FIG. 1 there is shown a part forming a collector for an alternator, at an intermediate stage of its manufacture.
  • the part is produced by overmolding of plastic material, preferably thermosetting, on conductive parts, for example copper, intended to form firstly two cylindrical contact rings with brushes, secondly two elements connection with two ends of a rotor winding of the alternator, and thirdly two electrical connection elements between the two rings and the two connection elements.
  • plastic material preferably thermosetting
  • conductive parts for example copper
  • the cylindrical rings are initially made up of a single hollow copper cylinder 10 which, at the end of the production of the part, is cut circularly over its entire thickness in its median region to form the two rings 10a, 10b electrically isolated from each other ( Figure 9).
  • connection elements respectively 14a, 14b, comprise two facing tabs 15, 15 which define between them a flared central channel 17 and which are connected together by a part 15 'in the form of a truncated cone sector , defining the bottom of the channel. This channel is intended to receive one end of the winding.
  • the associated connecting element, respectively 12a, 12b, extends radially inwards from the narrowest side of the part 15.
  • Each tab 15 has, in the region of the bottom of the channel and on its edge turned radially inwards, a notch in this case semi-circular 16.
  • each tab 15 has on its inner face a generally rounded boss 151, preferably made by stamping, for purposes explained below.
  • FIG. 9 illustrates the end of a winding wire FB which has been placed in the connection element 14a, the part 1 occupying in this case an angular position such that the two connection elements 14a, 14b are vertically aligned.
  • the wire is bent over 180 ° and its free, descending end is engaged in the channel defined between the legs 15, while its elbow is housed in one of the notches 16.
  • a crimping or pinching is carried out by bringing together with a tool the two tabs 15, which pinch the free end portion of the wire, this step being followed by welding, for example electric.
  • welding for example electric.
  • connection element such as 14a has many advantages.
  • the flared shape of the channel delimited by the lugs 15 and the bottom 15 ′ exerts a guiding effect during the introduction of the free end of the wire.
  • This flared shape also allows, because the channel 17 has its greatest width at the connection of the element 14a or 14b with the rest of the metal part, to limit the necking phenomena when folding the legs 15 to exert the pinch.
  • the notch 16 which receives the bent region of the wire ensures stabilization of the wire in the position illustrated in FIG. 9, in particular preventing it from disengaging from the channel by its open side.
  • tabs 15 ensure a firm but not sharp pinching of the wire, to ensure good mechanical strength before the welding step.
  • the connecting elements 12a, 12b each comprise a part in the form of a cylinder portion, respectively 121a, 121b, welded on the inner face of the part 10 intended to form the rings, a first generally straight intermediate part, respectively 122a, 122b , the section of which is U-shaped at least over a substantial part of its length (see in particular FIG. 3, right part, and FIG. 7), and offset radially inwards relative to the respective associated part 121a, 121b, and a second intermediate part, of flat section, curved at an angle of approximately 90 °, respectively 123a, 123b, the radially oriented end of which extends into the element respective connection 14a, 14b.
  • the profile variations of the parts 121a-123a and 121b-123b take place gradually.
  • the parts 121a, 121b are welded to the part 10 respectively in its close region and in its region remote from the connecting elements 12a, 12b, so that after the aforementioned cutting, the connecting element 14a is only connected to the ring 10a, and that the connection element 14b is only connected to the ring 10b.
  • the U-shaped section of the straight intermediate parts makes it possible to increase their rigidity, in order to minimize any risk of inadvertent positioning deviation during the overmolding step, and in particular to avoid any risk of short circuit between the part of the cylinder 10 which will become the inner ring 10a and the adjacent intermediate part 122b.
  • each curved intermediate portion 123a, 123b comprises, in the vicinity of the respective connection element 14a, 14b, a wider region, respectively 124a, 124b, defining two lateral anchoring tabs 1241 and in which is formed a circular through hole 1242.
  • This hole is intended to cooperate with arrangements (fixed or mobile) of the mold so as to precisely position the connection elements 14a, 14b during the overmolding step.
  • a part 20 of generally cylindrical shape which extends inside the copper cylinder 10 completely covering its inner face as well as the conductive plates 121a, 121b and the sections of the intermediate parts 122a, 122b located at the interior of said cylinder.
  • This cylinder 20 is extended, in the direction of the connection elements 14a, 14b by another cylindrical part 22, the external surface of which comes flush with the external surface of the copper cylinder 10.
  • the parts 20, 22 define a central cylindrical bore 24 provided over its entire length with two grooves 26, 26 'of generally rectangular section, diametrically opposite and occupying the same angular positions, relative to the axis of the part, as the elements connection 14a, 14b.
  • This grooved bore is intended to receive a shaft, of complementary shape, from the alternator, on which the part 1 is force fitted.
  • the cylindrical part 20 is extended by a small flange 28 with bevelled outer and inner edges, respectively 28a and 28b. Between the bevelled outer edge 28a and the copper cylinder 10, the part 28 has a cylindrical surface slightly set back from the exterior surface of said cylinder 10.
  • this part 28 are formed three notches 30, 30 'and 30' 'whose depth is equal to the length of the part 28 in the axial direction, that is to say that the bottom of these notches reveals the edge of the copper cylinder.
  • One of these three notches 30 is aligned with the lower groove 26, while the other two, 30 'and 30' ', are angularly offset in this case by 120 ° on either side of the notch 30 .
  • the notches 30, 30 ', 30'' have a dual role.
  • the press fit of part 1 on the shaft of the alternator is carried out, for example automatically, by exerting a very large axial force on the part 1 on the side of the part 28.
  • notches 30, 30 ', 30' ' make it possible to provide a polarization as for the angular positioning of the part 1 on the alternator before its fitting.
  • the notches 30, 30 ', 30' ' allow the pairing of these connections to be carried out, the correct angular position of the part 1, among its two possible positions offset by 180 °, being determined for example by means of one or more probes associated with robotic assembly equipment, or even visually during manual operations.
  • the part 1 after overmolding further comprises two plastic branches 32a, 32b in which the connecting conductive parts 122a, 123a and 122b, 123b are entirely embedded, respectively, and a ring-shaped part 34 of axis coinciding with that of the cylindrical parts 10, 20, 22, connected to these parts by said branches and situated at the level of the connection elements 14a, 14b.
  • each branch 32a, 32b comprises a rectilinear section, respectively 321a, 321b, and a section curved over 90 °, respectively 322a, 322b, conforming to the shape of the curved intermediate parts 123a, 123b made of conductive material.
  • the branches 32a, 32b are connected radially and in positions diametrically opposite the ring 34, at the level of the connection elements 14a, 14b.
  • each branch 32a, 32b in the transition region between its rectilinear section and its curved section, exhibits an outward offset noted respectively 323a, 323b.
  • each straight section 321a, 321b is located in the extension, in an axial direction, of the inner face of a groove 26, 26 'of the bore 24, while the outer face of each straight section has a profile in the shape of an arc of a circle and is located in the extension, in an axial direction, of the face part 22.
  • the ring 34 comprises, in two diametrically opposite positions and offset by 90 ° relative to the connection elements 14a, 14b, two thickeners 341 directed outwards, and in the external surface of which two slightly concave recesses 342 are formed respectively.
  • Two other extra thicknesses 343, also directed outwards, are formed in the ring 34 at the connection elements 14a, 14b, so as to partially trap the anchoring lugs 1241.
  • these extra thicknesses 343 are also formed respectively two recesses 344 allowing the circular holes 1242 to be left free.
  • the production of the ring 34 during the overmolding step makes it possible to stiffen the part 1 in the region of the connection elements 14a, 14b, ensuring that their mutual distance in the radial direction is well determined. Indeed, the presence of the alternator fan not far from these elements 14a, 14b after fitting the part requires positioning these elements precisely in the radial direction. Furthermore, the ring 34 makes it possible to guarantee the absence of any contact between the elements 14a, 14b and an enlarged part AR1 of the alternator shaft AR (see FIG. 9), around which the ring comes position, especially during expansion phenomena due to heating or accumulation of dust in this region of the alternator.
  • the injection of the overmolding material is preferably carried out at the level of this ring, and in particular at the level of the extra thicknesses 341.
  • the concave surfaces 342 provided laterally and diametrically opposite are used for gripping the part by a robot in order to press fitting on an alternator shaft.
  • the part can be gripped according to two possible orientations, mutually offset by 180 °, and it was indicated above how the notches 30, 30 ', 30''made it possible to ensure a polarization to choose the orientation which is suitable for supply the winding with the correct polarity.
  • the recesses 323a, 323b which project radially outward from the cylindrical surface defined by the cylinder 10 and its insulating extension 22, make it possible, when mounting the part on certain alternators, to define an axial stop for a ball bearing provided between the alternator shaft and its casing to constitute the rear bearing of the alternator.
  • FIGS 10 and 11 show a part as described above mounted respectively on two alternators A of different models.
  • the alternator shaft is designated by AR, and a bearing for this shaft by R.

Abstract

Un collecteur destiné à être emmanché à force sur un arbre d'alternateur, notamment de véhicule automobile, est réalisé par surmoulage de matière isolante sur des éléments conducteurs et comprend un corps généralement cylindrique (10a, 10b, 20, 22) comportant à sa surface extérieure deux bagues collectrices (10a, 10b) reliées à deux éléments (14a, 14b) de connexion avec les extrémités de fils (FB) d'un bobinage, le corps comportant un alésage (24) pour ledit arbre et un prolongement de matière isolante (28) au delà de l'une des deux bagues, d'un côté où un effort d'emmanchement doit être exercé. Selon l'invention, au moins une encoche (30, 30', 30") est formée dans ledit prolongement, dans toute son épaisseur axiale, et laisse apparaître un bord de la bague adjacente (10b), de telle manière que l'effort d'emmanchement puisse être exercé directement sur ladite bague à travers ladite encoche. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne d'une façon générale les alternateurs en particulier pour véhicules automobiles.
  • Elle concerne plus particulièrement un nouvel agencement de bagues collectrices pour l'enroulement d'excitation d'un tel alternateur.
  • De façon classique, lors de la fabrication d'un alternateur, les bagues collectrices sont réalisées directement sur une partie débordante de l'arbre d'alternateur.
  • Une autre technique connue consiste à réaliser le collecteur sous forme d'une pièce séparée, par exemple par surmoulage, et à rapporter ensuite cette pièce sur l'arbre d'alternateur, par exemple par emmanchement à force.
  • Un tel collecteur rapporté connu est réalisé par surmoulage de matière isolante sur des éléments électriquement conducteurs, et comprend un corps généralement cylindrique comportant à sa surface extérieure deux bagues collectrices, et des éléments de connexion des bagues avec les extrémités de fils d'un bobinage.
  • De façon également classique, le collecteur comporte, du côté du corps sur lequel doit s'exercer l'effort d'emmanchement, un prolongement de la matière isolante du surmoulage sur une courte distance, afin d'assurer un calage satisfaisant de la bague adjacente en direction axiale.
  • Et lors de l'emmanchement à force du collecteur sur l'arbre d'alternateur, l'effort d'emmanchement est donc exercé sur ce prolongement de matière isolante. Cet effort étant important, il induit un risque de détérioration ou de rupture de la matière isolante dans cette région, qui est bien entendu indésirable. L'invention vise en premier lieu à pallier cet inconvénient.
  • Par ailleurs, dans le cas où le collecteur rapporté présente une symétrie de révolution sur 180°, avec en particulier deux éléments de connexion de fils diamétralement opposés, on ne se soucie généralement pas de l'orientation du collecteur dans l'une ou l'autre des deux positions angulaires possibles. Or cette orientation détermine quelle extrémité, extérieure ou intérieure, du bobinage d'excitation de l'alternateur, sera reliée à quelle bague, extérieure ou intérieure, de l'alternateur. Et l'on a constaté de façon inattendue que les deux modes de raccordement possibles influençaient différemment le comportement de l'alternateur en matière de perturbations électromagnétiques, notamment dans le domaine des radiofréquences.
  • La présente invention se propose donc également de faire en sorte qu'un collecteur à emmancher sur arbre d'alternateur et présentant une symétrie générale de révolution sur 180° puisse adopter une orientation particulière parmi les deux orientations possibles, afin d'assurer un appariement de la connexion entre les deux extrémités de fils de bobine et les deux bagues du collecteur pour minimiser les perturbations précitées.
  • Ainsi la présente invention concerne un collecteur destiné à être emmanché à force sur un arbre d'alternateur notamment de véhicule automobile, du type réalisé par surmoulage de matière isolante sur des éléments électriquement conducteurs, et comprenant un corps généralement cylindrique comportant à sa surface extérieure deux bagues collectrices reliées à deux éléments de connexion avec les extrémités de fils d'un bobinage, le corps comportant un alésage pour ledit arbre et un prolongement de matière isolante au delà de l'une des deux bagues, d'un côté où un effort d'emmanchement doit être exercé, caractérisé en ce qu'au moins une encoche est formée dans ledit prolongement, dans toute son épaisseur axiale, et laisse apparaître un bord de la bague adjacente, de telle manière que l'effort d'emmanchement puisse être exercé directement sur ladite bague à travers ladite encoche.
  • Des aspects préférés, mais non limitatifs, du collecteur selon l'invention, sont les suivants :
    • il est prévu au moins deux encoches formées dans toute l'épaisseur axiale du prolongement, et ces encoches sont disposés avec une dissymétrie de révolution sur 180°, de manière à tenir lieu de détrompeurs pour le positionnement angulaire du collecteur dans l'une parmi deux positions possibles, elles-mêmes décalées de 180° l'une par rapport à l'autre.
    • il est prévu trois encoches espacées angulairement de 120°.
    • deux cannelures diamétralement opposées sont formées dans ledit alésage, et l'une des encoches est angulairement alignée avec l'une desdites cannelures.
    • la ou chaque encoche est formée dans toute la largeur radiale du prolongement.
  • L'invention propose également un alternateur notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte sur un arbre en saillie un collecteur tel que défini ci-dessus.
  • D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe axiale, selon la ligne I-I de la figure 4, d'une pièce destinée à former un collecteur pour alternateur selon l'invention,
    • la figure 2 est une vue en bout selon la flèche II de la figure 1,
    • la figure 2a est une vue à échelle agrandie d'une partie de la figure 2,
    • la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 1,
    • la figure 4 est une vue en bout selon la flèche IV de la figure 1,
    • la figure 5 est une vue en coupe axiale selon la ligne V-V de la figure 4,
    • la figure 6 est une vue en élévation selon la flèche VI de la figure 4,
    • la figure 7 est une vue en perspective arrachée de la pièce des figures 1 à 6,
    • la figure 8 est une vue en perspective non arrachée de la pièce des figures 1 à 7,
    • la figure 9 est une vue en perspective de la pièce des figures 1 à 8 terminée et montée sur un alternateur,
    • la figure 10 est une vue en coupe axiale verticale d'une partie d'un premier type d'alternateur équipé de la pièce des figures 1 à 8, et
    • la figure 11 est une vue en coupe axiale verticale d'une partie d'un deuxième type d'alternateur équipé de la pièce des figures 1 à 8.
  • En référence tout d'abord aux figures 1 à 8, on a représenté une pièce formant collecteur pour alternateur, à une étape intermédiaire de sa fabrication.
  • La pièce, globalement indiquée en 1, est réalisée par surmoulage de matière plastique, de préférence thermodurcissable, sur des parties conductrices, par exemple en cuivre, destinées à former de première part deux bagues cylindriques de contact avec des balais, de deuxième part deux éléments de connexion avec deux extrémités d'un bobinage de rotor de l'alternateur, et de troisième part deux éléments de liaison électrique entre les deux bagues et les deux éléments de connexion.
  • De façon conventionnelle, les bagues cylindriques sont initialement constituées d'un cylindre creux unique 10 en cuivre qui, à la fin de la réalisation de la pièce, est tronçonné circulairement sur toute son épaisseur dans sa région médiane pour former les deux bagues 10a, 10b électriquement isolées l'une de l'autre (figure 9).
  • Les éléments de connexion, respectivement 14a, 14b, comprennent deux pattes en vis-à-vis 15, 15 qui définissent entre elles un canal central évasé 17 et qui sont reliées entre elles par une partie 15' en forme de secteur de tronc de cône, définissant le fond du canal. Ce canal est destiné à recevoir une extrémité du bobinage. L'élément de liaison associé, respectivement 12a, 12b, s'étend radialement vers l'intérieur à partir du côté le plus étroit de la partie 15.
  • Chaque patte 15 présente, dans la région du fond du canal et sur son bord tourné radialement vers l'intérieur, une encoche en l'espèce semi-circulaire 16.
  • En outre, comme on le voit mieux sur la figure 2a, chaque patte 15 présente sur sa face intérieure un bossage généralement arrondi 151, réalisé de préférence par emboutissage, à des fins expliquées plus loin.
  • La figure 9 illustre l'extrémité d'un fil de bobinage FB qui a été mise en place dans l'élément de connexion 14a, la pièce 1 occupant en l'espèce une position angulaire telle que les deux élements de connexion 14a, 14b soient alignés verticalement. Le fil est coudé sur 180° et son extrémité libre, descendante, est engagée dans le canal défini entre les pattes 15, tandis que son coude vient se loger dans l'une des encoches 16.
  • Ensuite, un sertissage ou pincement est réalisé en rapprochant à l'aide d'un outil les deux pattes 15, qui viennent pincer la partie d'extrémité libre du fil, cette étape étant suivie par un soudage par exemple électrique. On observera que la présence des bossages 151 permet, dans le cadre d'une connexion automatisée, de détecter facilement le degré de pincement des fils adéquat pour qu'ensuite l'opération de soudage électrique s'effectue de façon satisfaisante. Plus précisément, les bossages permettent d'éviter qu'au cours du pincement les bords vifs des pattes 15 ne viennent sectionner le fil.
  • La construction de l'élément de connexion tel que 14a présente de nombreux avantages.
  • Tout d'abord, la forme évasée du canal délimité par les pattes 15 et le fond 15' exerce un effet de guidage lors de l'introduction de l'extrémité libre du fil. Cette forme évasée permet par ailleurs, du fait que le canal 17 présente sa largeur la plus grande au niveau de la liaison de l'élément 14a ou 14b avec le reste de la pièce métallique, de limiter les phénomènes de striction lors du pliage des pattes 15 pour exercer le pincement.
  • Ensuite, avant le pincement à l'aide des pattes 15, l'encoche 16 qui reçoit la région coudée du fil assure une stabilisation du fil dans la position illustrée sur la figure 9, en empêchant en particulier celui-ci de se dégager du canal par son côté ouvert.
  • Enfin, les pattes 15 assurent un pincement ferme mais non tranchant du fil, pour assurer une bonne tenue mécanique avant l'étape de soudage.
  • On observera ici qu'un élément pince-fil tel que décrit ci-dessus peut tout à fait s'appliquer à des domaines autres que celui de la connexion électrique d'un collecteur à un bobinage d'alternateur.
  • Enfin les éléments de liaison 12a, 12b comprennent chacun une partie en forme de portion de cylindre, respectivement 121a, 121b, soudée sur la face intérieure de la partie 10 destinée à former les bagues, une première partie intermédiaire généralement droite, respectivement 122a, 122b, dont la section est en forme de U au moins sur une partie substantielle de sa longueur (voir en particulier figure 3, partie de droite, et figure 7), et décalée radialement vers l'intérieur par rapport à la partie associée respective 121a, 121b, et une deuxième partie intermédiaire, de section plate, courbée sur un angle d'environ 90°, respectivement 123a, 123b, dont l'extrémité orientée radialement se prolonge dans l'élément de connexion respectif 14a, 14b. Les variations de profil des parties 121a-123a et 121b-123b s'effectuent progressivement.
  • On observera ici que les parties 121a, 121b sont soudées à la partie 10 respectivement dans sa région proche et dans sa région éloignée des éléments de liaison 12a, 12b, de telle manière qu'après le tronçonnage précité, l'élément de connexion 14a soit uniquement relié à la bague 10a, et que l'élément de connexion 14b soit uniquement relié à la bague 10b.
  • On notera également que la section en U des parties intermédiaires droites permet d'accroitre la rigidité de celles-ci, afin de minimiser tout risque d'écart de positionnement intempestif au cours de l'étape de surmoulage, et en particulier d'éviter tout risque de court-circuit entre la partie du cylindre 10 qui deviendra la bague intérieure 10a et la partie intermédiaire adjacente 122b.
  • On observe en outre que chaque partie intermédiaire courbe 123a, 123b comporte, au voisinage de l'élément de connexion respectif 14a, 14b, une région plus large, respectivement 124a, 124b, définissant deux pattes latérales d'ancrage 1241 et dans laquelle est formé un trou traversant circulaire 1242. Ce trou est destiné à coopérer avec des aménagements (fixes ou mobiles) du moule de manière à précisément positionner les éléments de connexion 14a, 14b au cours de l'étape de surmoulage.
  • On va maintenant décrire la partie en matière plastique obtenue après l'étape de surmoulage des parties conductrices précitées.
  • On trouve tout d'abord une partie 20 de forme générale cylindrique, qui s'étend à l'intérieur du cylindre en cuivre 10 en recouvrant entièrement sa face intérieure ainsi que les plaquettes conductrices 121a, 121b et les tronçons des parties intermédiaires 122a, 122b situées à l'intérieur dudit cylindre. Ce cylindre 20 est prolongé, en direction des éléments de connexion 14a, 14b par une autre partie cylindrique 22 dont la surface extérieure vient en affleurement avec la surface extérieure du cylindre en cuivre 10.
  • Les parties 20, 22 définissent un alésage cylindrique central 24 pourvu sur toute sa longueur de deux cannelures 26, 26' de section généralement rectangulaire, diamétralement opposées et occupant les mêmes positions angulaires, par rapport à l'axe de la pièce, que les éléments de connexion 14a, 14b.
  • Cet alésage cannelé est destiné à recevoir un arbre, de forme complémentaire, de l'alternateur, sur lequel la pièce 1 est emmanchée à force.
  • Du côté opposé à la partie cylindrique 22, la partie cylindrique 20 se prolonge par une petite collerette 28 à bords extérieur et intérieur biseautés, respectivement 28a et 28b. Entre le bord extérieur biseauté 28a et le cylindre en cuivre 10, la partie 28 présente une surface cylindrique légèrement en retrait de la surface extérieure dudit cylindre 10.
  • Dans cette partie 28 sont ménagées trois encoches 30, 30' et 30'' dont la profondeur est égale à la longueur de la partie 28 en direction axiale, c'est-à-dire que le fond de ces encoches laisse apparaître le bord du cylindre en cuivre.
  • L'une de ces trois encoches 30 est alignée sur la cannelure inférieure 26, tandis que les deux autres, 30' et 30'', sont décalées angulairement en l'espèce de 120° de part et d'autre de l'encoche 30.
  • On comprend que le cylindre en cuivre 10 est fermement emprisonné en direction axiale entre les parties 22, 28 en matière plastique.
  • Les encoches 30, 30', 30'' ont un double rôle. Tout d'abord, l'emmanchement à force de la pièce 1 sur l'arbre de l'alternateur s'effectue, par exemple de manière automatisée, en exerçant un effort axial très important sur la pièce 1 du côté de la partie 28. Les encoches 30, 30', 30'' sont destinées à recevoir trois doigts de pression de l'automate, qui de la sorte vont exercer l'effort sur la pièce en agissant non pas sur ses parties en matière plastique, mais sur le bord, tourné vers la partie 28, du cylindre métallique 10. De la sorte, cet effort est exercé sans risque de détérioration de la matière plastique de la pièce, dont la résistance mécanique est bien entendu nettement inférieure à celle du cuivre.
  • En outre , les encoches 30, 30', 30'' permettent d'assurer un détrompage quant au positionnement angulaire de la pièce 1 sur l'alternateur avant son emmanchement.
  • On notera ici que les deux extrémités du bobinage de rotor de l'alternateur correspondent respectivement à un côté intérieur du bobinage ("entrée de courant") et à un côté extérieur du bobinage ("sortie de courant").
  • Dans la technique antérieure, on connectait l'une de ces extrémités de fils indifféremment à l'une des bagues 10a, 10b, et l'autre extrémité à l'autre bague.
  • Il a cependant été constaté que le comportement de l'alternateur en présence de perturbations électromagnétiques rayonnées par exemple par les émissions radio, et tout particulièrement dans la bande de la modulation de fréquence, était influencé de façon significative par la façon dont les extrémités du bobinage d'excitation étaient raccordées aux potentiels fournis par le circuit régulateur de l'alternateur. Plus précisément, on va faire en sorte que l'extrémité intérieure du bobinage (la plus proche de l'arbre de l'alternateur, correspondant au début du bobinage lors de sa confection) soit raccordée à la borne du régulateur qui délivre un potentiel fixe, correpondant à l'une bien déterminée des bagues 10a, 10b tandis que la borne du régulateur délivrant le potentiel variable, correspondant à l'autre bague du collecteur, sera raccordée à l'extrémité extérieure du bobinage (fin du bobinage).
  • Les encoches 30, 30', 30'' permettent de réaliser l'appairement de ces raccordements, la position angulaire correcte de la pièce 1, parmi ses deux positions possibles décalées de 180°, étant déterminée par exemple au moyen d'un ou plusieurs palpeurs associés à l'équipement robotisé de montage, ou encore visuellement lors d'opérations manuelles.
  • La pièce 1 après surmoulage comprend en outre deux branches en matière plastique 32a, 32b dans lesquelles sont entièrement noyées les parties conductrices de raccordement 122a, 123a et 122b, 123b, respectivement, et une partie en forme d'anneau 34 d'axe confondu avec celui des parties cylindriques 10, 20, 22, reliée à ces parties par lesdites branches et se situant au niveau des éléments de connexion 14a, 14b.
  • Plus précisément, chaque branche 32a, 32b comprend un tronçon rectiligne, respectivement 321a, 321b, et un tronçon courbé sur 90°, respectivement 322a, 322b, épousant la forme des parties intermédiaires courbes 123a, 123b en matériau conducteur.
  • Les branches 32a, 32b viennent se raccorder radialement et en des positions diamétralement opposées à l'anneau 34, au niveau des éléments de connexion 14a, 14b.
  • On observe que chaque branche 32a, 32b, dans la région de transition entre son tronçon rectiligne et son tronçon courbé, présente un décrochement vers l'extérieur noté respectivement 323a, 323b.
  • La face intérieure de chaque tronçon rectiligne 321a, 321b se situe dans le prolongement, en direction axiale, de la face intérieure d'une cannelure 26, 26' de l'alésage 24, tandis que la face extérieure de chaque tronçon rectiligne présente un profil en forme d'arc de cercle et se situe dans le prolongement, en direction axiale, de la face externe de la partie 22.
  • L'anneau 34 comporte, en deux positions diamétralement opposées et décalées de 90° par rapport aux éléments de connexion 14a, 14b, deux surépaisseurs 341 dirigées vers l'extérieur, et dans la surface externe desquelles sont formés respectivement deux renfoncements légèrement concaves 342.
  • Deux autres surépaisseurs 343, également dirigées vers l'extérieur, sont formées dans l'anneau 34 au niveau des éléments de connexion 14a, 14b, de manière à emprisonner partiellement les pattes d'ancrage 1241. Dans ces surépaisseurs 343 sont également formés respectivement deux renfoncements 344 permettant de laisser les trous circulaires 1242 dégagés.
  • La réalisation de l'anneau 34 au cours de l'étape de surmoulage permet de rigidifier la pièce 1 dans la région des éléments de connexion 14a, 14b, en garantissant que leur distance mutuelle en direction radiale soit bien déterminée. En effet, la présence du ventilateur de l'alternateur non loin de ces éléments 14a, 14b après emmanchement de la pièce exige de positionner ces éléments de façon précise en direction radiale. Par ailleurs, l'anneau 34 permet de bien garantir l'absence de tout contact entre les éléments 14a, 14b et une partie élargie AR1 de l'arbre d'alternateur AR (voir figure 9), autour de laquelle l'anneau vient se positionner, notamment lors de phénomènes de dilatation dûs à l'échauffement ou de l'accumulation de poussières dans cette région de l'alternateur.
  • En outre, l'injection de la matière de surmoulage s'effectue préférentiellement au niveau de cet anneau, et en particulier au niveau des surépaisseurs 341.
  • En outre, les surfaces concaves 342 prévues latéralement et de façon diamétralement opposée servent à la préhension de la pièce par un robot en vue de l'emmanchement à force sur un arbre d'alternateur. Ainsi la pièce peut être saisie selon deux orientations possibles, décalées mutuellement de 180°, et l'on a indiqué plus haut comment les encoches 30, 30', 30'' permettaient d'assurer un détrompage pour choisir l'orientation qui convient pour alimenter le bobinage avec la polarité correcte.
  • On notera également que les décrochements 323a, 323b, qui font saillie radialement vers l'extérieur de la surface cylindrique définie par le cylindre 10 et son prolongement isolant 22, permettent lors du montage de la pièce sur certains alternateurs de définir une butée axiale pour un roulement à billes prévu entre l'arbre de l'alternateur et son carter pour constituer le palier arrière de l'alternateur.
  • Les figures 10 et 11 représentent une pièce telle que décrite ci-dessus montée respectivement sur deux alternateurs A de modèles différents. L'arbre de l'alternateur est désigné par AR, et un roulement pour cet arbre par R.
  • On comprend le rôle de l'anneau 34, qui évite tout "flottement" des éléments de connexion 14a, 14b et tout risque de court-circuit avec des parties relativement proches de l'alternateur.
  • On observe également qu'une plaque latérale P du roulement R est en butée contre les épaulements 323a, 323b définis par la pièce 1.
  • Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée sur les dessins, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit.

Claims (6)

  1. Collecteur destiné à être emmanché à force sur un arbre d'alternateur notamment de véhicule automobile, du type réalisé par surmoulage de matière isolante sur des éléments électriquement conducteurs, et comprenant un corps généralement cylindrique (10a, 10b, 20, 22) comportant à sa surface extérieure deux bagues collectrices (10a, 10b) reliées à deux éléments (14a, 14b) de connexion avec les extrémités de fils (FB) d'un bobinage, le corps comportant un alésage (24) pour ledit arbre et un prolongement de matière isolante (28) au delà de l'une des deux bagues, d'un côté où un effort d'emmanchement doit être exercé, caractérisé en ce qu'au moins une encoche (30, 30', 30'') est formée dans ledit prolongement, dans toute son épaisseur axiale, et laisse apparaître un bord de la bague adjacente (10b), de telle manière que l'effort d'emmanchement puisse être exercé directement sur ladite bague à travers ladite encoche.
  2. Collecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins deux encoches (30, 30', 30'') formées dans toute l'épaisseur axiale du prolongement (28), et en ce que ces encoches sont disposés avec une dissymétrie de révolution sur 180°, de manière à tenir lieu de détrompeurs pour le positionnement angulaire du collecteur (1) dans l'une parmi deux positions possibles, elles-mêmes décalées de 180° l'une par rapport à l'autre.
  3. Collecteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu trois encoches (30, 30', 30'') espacées angulairement de 120°.
  4. Collecteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux cannelures (26, 26') diamétralement opposées sont formées dans ledit alésage (24) et en ce que l'une (30) des encoches est angulairement alignée avec l'une (26) desdites cannelures.
  5. Collecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou chaque encoche (30, 30', 30'') est formée dans toute la largeur radiale du prolongement.
  6. Alternateur (A) notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte sur un arbre (AR) en saillie un collecteur (1) selon l'une des revendications précédentes.
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