FR2497415A1

FR2497415A1 - RETREADED TYPE REINFORCED COLLECTOR FOR ROTATING ELECTRIC MACHINE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME

Info

Publication number: FR2497415A1
Application number: FR8027986A
Authority: FR
Inventors: Alfred Bruno Mazzorana
Original assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Current assignee: Societe de Paris et du Rhone SA
Priority date: 1980-12-31
Filing date: 1980-12-31
Publication date: 1982-07-02
Also published as: ES508480A0; ES8301070A1; FR2497415B1; GB2091497A; GB2091497B; DE3151200A1

Abstract

IL COMPREND DEUX ANNEAUX OUVERTS 5-6 PLACES EN SANDWICH ENTRE LA DOUILLE ISOLANTE 2 ASSOCIEE A L'ARBRE 1 ET LES BAGUES COLLECTRICES 3-4. AINSI LA RETREINTE DESDITES BAGUES EST-ELLE ENCAISSEE PAR LES ANNEAUX UNE FOIS QU'ILS SE SONT REFERMES ET NON PAR LA DOUILLE. LES ANNEAUX 5-6 COMPORTENT DES AILES LATERALES 5C-6C QUI LES RELIENT AUX SORTIES 13-14 DE LA BOBINE INDUCTRICE. COLLECTEUR D'ALTERNATEUR POUR AUTOMOBILE.IT INCLUDES TWO OPEN RINGS 5-6 PLACES IN SANDWICH BETWEEN INSULATING BUSH 2 ASSOCIATED WITH SHAFT 1 AND COLLECTOR RINGS 3-4. THUS IS THE RETENTION OF THE SAID RINGS IS ENCASSEED BY THE RINGS ONCE THEY HAVE CLOSED AND NOT BY THE BUSH. RINGS 5-6 HAVE SIDE WINGS 5C-6C THAT CONNECT THEM TO OUTPUTS 13-14 OF THE INDUCTION COIL. AUTOMOTIVE ALTERNATOR COLLECTOR.

Description

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L'invention se réfère à la construction des collecteurs de machines The invention refers to the construction of machine collectors

électriques tournantes et plus particulièrement des alternateurs d'alimen- rotating electric motors and more particularly power generators.

tation des moteurs à combustion interne. internal combustion engines.

On a décrit dans le brevet 78 21593 de la présente demanderesse un procédé perfectionné pour la mise en oeuvre d'un collecteur de ce genre, lui-même établi conformément au précédent brevet 77 16440 de la même demanderesse. Dans le premier brevet, on prévoyait de monter sur l'arbre de la machine électrique une bague ou douille isolante autour de laquelle on In patent 78 21593 of the present applicant has been described an improved method for the implementation of a collector of this kind, itself established in accordance with the previous patent 77 16440 of the same applicant. In the first patent, it was intended to mount on the shaft of the electrical machine an insulating ring or sleeve around which one

sertissait par magnéto-formage les deux bagues constituant le collecteur. crimping the two rings constituting the collector by magneto-forming.

Les fils ou connexions de la bobine inductrice sont coincés entre chaque The wires or connections of the inductive coil are stuck between each

bague et la douille isolante de manière à supprimer toute soudure. ring and insulating bushing so as to remove any solder.

L'opération de magnéto-formage des bagues sur la périphérie de la douille isolante provoque bien entendu des tensions élevées dans cette dernière de telle sorte qu'il est nécessaire qu'elle soit établie en une matière très résistante telle qu'un thermo-durcissable chargé de fibres de verre. De plus la rétreinte des bagues provoque de toute manière une déformation permanente de la douille isolante de telle sorte que le serrage des connexions peut être ébranlé. Petit à petit il se produit des échauffements à ce niveau jusqu'à détérioration de l'isolant de telle The magneto-forming operation of the rings on the periphery of the insulating bushing naturally causes high voltages in the latter so that it must be made of a very strong material such as a thermosetting material. loaded with glass fibers. Moreover, the shrinkage of the rings in any case causes permanent deformation of the insulating sleeve so that the tightening of the connections can be shaken. Little by little, there is a heating up at this level until deterioration of the insulation of such

sorte que le collecteur est alors hors d'usage. so that the collector is out of order.

Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à cet inconvénient et à éviter que la douille isolante The improvements which are the object of the present invention aim to overcome this disadvantage and to prevent the insulating bush

n'encaisse les efforts de rétreinte des bagues. does not cash the ring shrinkage efforts.

Conformément à l'invention on interpose un anneau métallique fermé According to the invention there is interposed a closed metal ring

ou ouvert entre chacune des bagues collectrices et la douille isolante. or open between each of the slip rings and the insulating sleeve.

Suivant un mode d'exécution préféré de la disposition qui précède, chaque anneau métallique, qui est prévu fendu, est pourvu d'une aile latérale constituant la connexion de la bague collectrice avec la sortie According to a preferred embodiment of the preceding arrangement, each metal ring, which is provided split, is provided with a lateral flange constituting the connection of the slip ring with the outlet

correspondante de la bobine inductrice. corresponding to the inductive coil.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les The attached drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics it presents and the

avantages qu'elle est susceptible de procurer. benefits it is likely to provide.

Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un collecteur de machine Fig. 1 is a longitudinal section of a machine collector

électrique tournante établi conformément à l'invention. rotating electrical device according to the invention.

Fig. 2 est une vue éclatée en perspective montrant les deux Fig. 2 is an exploded perspective view showing the two

colliers supportant l'effort de rétreinte des bagues collectrices. collars supporting the necking force of slip rings.

Fig. 3 e.ût:.lt vue en perspective d'un collier établi confor- Fig. 3 e.ût: .lt perspective view of a necklace made according to

mément à une variante.to a variant.

249741c Fig. 4 illustre en perspective à plus grande 5chelle comment peut être conformée la fente du collier de ffg. 3 pour enserrer un simple conducteur. 249741c Fig. 4 illustrates in perspective at larger scale how can the cleft of the ffg collar be shaped. 3 to enclose a single driver.

Fig. 5 est une vue sembàable a celle de fig- 2, mais _11us- Fig. 5 is a view similar to that of FIG. 2, but

trant une variante de réalisation. Fig. es-t une vuis e er speetive d'n coier,t-il-i' dans la trant an embodiment variant. Fig. Is there a vision and a need to be involved in the

variante de fig. 5.variant of fig. 5.

Oni a représenté en: fig. 1 un collecteur _ a!-er'ats a _-fo- Oni represented in: fig. 1 a collector

mément aà 1 '1r:1,Ction et deet-.ïn a tre cale sur un ar:'re r!ference! et 1) représenté en traits d iectinus. Un;el colleter; cm-rte tout 'abord to 1: 1, Ction and deet-.in a wedge on a ar! 'rreference! and 1) shown in dectinus lines. A; collet; cm-rte all 'first

une douille isolante 2 montàe a force;- 7' ' arbre I t deux bagues collec- an insulating bush 2 mounted by force; 7 '' shaft and two bushings collec-

trices 3 et A avec la périphérie desquelles coopSrent deux baIais non représentés. Conformément à l'invention un anneau 5 resp2ctivereat 6 est dispeose entre chaque bague 3, 4 et la douille 2 de manière a encaisser les efforts 3 and A with the periphery of which two non-represented bays are cooperating. According to the invention a ring 5 resp2ctivereat 6 is dispeose between each ring 3, 4 and the sleeve 2 so as to cash out the efforts

de rétreinte par magnéto-formage appliqués sur les bagues 3 et 4. magneto-forming shrink fit applied to rings 3 and 4.

On a illustré en fig. 2 la manière dont les anneaux 5 et 6 sont constitués. On constate tout d'abord que chacun d'eux est fendu, sa fente comportant un tenon 5a, 6a pénétrant avec jeu fonctionnel dans une mortaise 5b, 6b de manière à guider les deux extrémités de l'anneau situées en vis-à-vis. On observe que chacun des anneaux 5, 6 est pourvu d'une aile latérale 5e respectivemerit 6c_ Au repos, c'est-à-dire avant montage, le diamètre intérieur de chacun des anneaux est superieur a celui extérieur de la douille!. On note que l'anneau 6 est en outre pourvu sur chacun de ses chants de trois griffes. Trois d'entre elles référencées 6e, 6e, 6f We have illustrated in fig. 2 the way rings 5 and 6 are formed. It is firstly noted that each of them is split, its slot having a tenon 5a, 6a penetrating with a functional play in a mortise 5b, 6b so as to guide the two ends of the ring located vis-à-vis . It is observed that each of the rings 5, 6 is provided with a side wing 5e respectivemerit 6c_ At rest, that is to say before assembly, the inner diameter of each of the rings is greater than the outside of the sleeve !. It is noted that the ring 6 is further provided on each of its songs with three claws. Three of them referenced 6th, 6th, 6f

sont tournées vers l'extérieur tandis que celles de:autre chant référen- are facing outwards while those of:

cées 6g, 6h, 6i sont orientées vers!'lintrrieur. 6g, 6h, 6i are oriented towards the interior.

En revenant à fig. L, on voit comenrt le nontage s'effectue. La Returning to fig. We see how the installation is done. The

périphérie de la douille 2 ast eagée de r-a:lire à constituer un épaule- periphery of the socket 2 as eagée de r-a: read to constitute a shoulder-

ment 2a contre lequel lianneau 5 vient buter. Un zanal 2b est ménagé dans la douille de manière é assurer le passage de la patte oc dans la position o elle est représentée en fi. 2. Cette patte est ensuite cambrée pour l'amener perpendiculairement à l'axe longitudinal de la douille 2 de telle sorte que ledit anneau est plaqué contre l'épaulement 2a. On engage ensuite au-dessus de l'anneau 5 la bague annulaire 3. On observe que la 2a against which the ring 5 abuts. A zanal 2b is formed in the sleeve so as to ensure the passage of the tab oc in the position o it is represented in fi. 2. This tab is then arched to bring it perpendicular to the longitudinal axis of the sleeve 2 so that said ring is pressed against the shoulder 2a. The annular ring 3 is then engaged above the ring 5. It can be observed that the

douille 2 est encore pourvue d'une ouverture longitudinale 2c dans laquel- socket 2 is further provided with a longitudinal opening 2c in which

le passe l'aile 6c de l'annei &. 7i encore!'aile 6c est rabattue perpen. Pass the 6c wing of the year. Again, wing 6c is folded perpen.

diculairement à ',,, : ' do-uille de telle manière que les griffes 6g, 6h, 6i de ';::,a; ;;:i,1::;: - rL': '- 'a second épaulement 2d ménagé au niveau de l'extrémité de la douille 2. La bague 4 est ensuite engagée autour de l'anneau 6, son chant venant buter contre les griffes 6d, 6e, 6f de l'anneau pour positionner la bague 4 à une certaine distance in such a way that the claws 6g, 6h, 6i of '; ::, a; 1, 1 ::;: - - '-' a second shoulder 2d formed at the end of the sleeve 2. The ring 4 is then engaged around the ring 6, its edge abutting against the claws 6d, 6e, 6f of the ring to position the ring 4 at a certain distance

de celle 3. Puis l'ensemble est rétreint de manière centripète préférable- 3. Then the whole is narrowed centripetally preferably-

ment par magnéto-formage de telle manière qu'une liaison intime s'effectue entre les bagues et les anneaux tout en protégeant comme indiqué plus haut la douille 2 grâce à la venue en butée des deux bords de la fente des anneaux. Comme illustré en fig. 3, les anneaux pourraient être réalisés au moyen d'une simple virole 7 prévue fendue et dont les lèvres de la fente 7a sont prévues sinueuses. Dans ces conditions, on peut remplacer l'aile c, 6c par un simple conducteur 8 illustré en traits discontinus et dont l'extrémité dénudée 8a serait prise entre les deux lèvres de la fente 7a by magneto-forming such that an intimate connection is made between the rings and the rings while protecting as indicated above the sleeve 2 through the abutment of the two edges of the slot rings. As illustrated in fig. 3, the rings could be made by means of a simple ferrule 7 provided slotted and whose lips of the slot 7a are provided sinuous. Under these conditions, one can replace the wing c, 6c by a single conductor 8 shown in broken lines and whose stripped end 8a would be taken between the two lips of the slot 7a

au moment du magnéto-formage. Par ailleurs, le conducteur 8 serait égale- at the moment of magneto-forming. Moreover, driver 8 would also be

ment rabattu radialement de manière à appliquer la virole correspondante contre respectivement les épaulements 2a, 2d de la douille 2, car bien entendu la seconde virole est établie de manière identique à celle 6, c'est-à-dire qu'elle comporte des griffes. Les lèvres de la fente 7a radially folded so as to apply the corresponding ferrule respectively against the shoulders 2a, 2d of the sleeve 2, because of course the second ferrule is established identically to that 6, that is to say that it includes claws . The lips of the slit 7a

pourraient, comme illustré en fig. 4, comporter des griffes 7b, 7c enser- could, as illustrated in fig. 4, have claws 7b, 7c

rant le conducteur 8 et deux tenons ondulés 7d, 7e venant porter contre ledit conducteur. Après le magnéto-formage les épaulements 7f entourant le tenon 7e viendraient porter contre les griffes pour limiter la déformation rant conductor 8 and two corrugated pins 7d, 7e coming to bear against said conductor. After the magneto-forming the shoulders 7f surrounding the post 7e would come to bear against the claws to limit the deformation

centripète de la virole 7.centripetal of the ferrule 7.

On a représenté en fig. 5 un autre mode d'exécution conforme à It is shown in fig. 5 another way of performing according to

l'invention dans lequel la douille 2 est réalisée au moyen de deux élé- the invention in which the sleeve 2 is made by means of two elements

ments 9 et 10 qui s'emboîtent l'un dans l'autre. La périphérie de l'élé- 9 and 10 which fit into each other. The periphery of the

ment 9 est étagée de manière à constituer deux épaulements 9a, 9b contre lequels viennent en appui respectivement la bague 3 et un anneau 11 dont le rôle est identique à celui 5. Le second élément 10 formant la douille 2 9 is stepped so as to constitute two shoulders 9a, 9b against which abut respectively the ring 3 and a ring 11 whose role is identical to 5. The second element 10 forming the sleeve 2

comprend une jupe lOa qui pénètre à force dans l'alésage de l'élément 9. comprises a skirt 10a which penetrates forcefully into the bore of the element 9.

Sa périphérie est également étagée pour comprendre tout d'abord un cordon périphérique lOb déterminant un épaulement lOc puis une partie extrême à Its periphery is also staged to firstly comprise a peripheral cord 10b determining a shoulder 10c and then an extreme portion to

plus faible diamètre qui forme avec le reste de la périphérie un épaule- smaller diameter which forms with the rest of the periphery a shoulder-

ment lOd. La bague collectrice 4 prend appui contre l'épaulement lOc lOd. The slip ring 4 bears against the shoulder lOc

tandis que le second anneau 12 est en appui contre l'épaulement lOd. while the second ring 12 bears against the shoulder 10d.

Chacun des anneaux 11, 12 est constitué au moyen d'une bande métal-. Each of the rings 11, 12 is constituted by means of a metal strip.

lique roulée sur elle-même pour c-nV-:it.wur un c-rcle et qui est cambrée sur la hauteur de son épaisseur en vis-à-vis de l'extrémité libre lla de la bande en vue de constituer un épaulement llb qui se trouve à une certaine distance de l'extrémité lia à la position libre de l'anneau. La bande métallique est déformée sur chant en vue de constituer une patte latérale lic orientée perpendiculairement au plan général de l'anneau Il rolled on itself for c-nV-: it.wur a c-rcle and which is arched on the height of its thickness vis-à-vis the free end lla of the band to form a shoulder 11b which is at a distance from the end 11a to the free position of the ring. The metal strip is deformed on edge so as to constitute a lateral leg oriented perpendicular to the general plane of the ring II

(fig. 6).(Fig 6).

Ainsi une fois les anneaux 11, 12 en place sous les bagues 3 et 4, la rétreinte de celles-ci provoque la butée de l'extrémité!la de l'anneau contre son épaulement 11h de la même manière que la fente des anneaux 5, Thus once the rings 11, 12 in place under the rings 3 and 4, the shrinkage thereof causes the abutment of the end! La of the ring against its shoulder 11h in the same way as the slot of the rings 5 ,

6, 7 se refermait pour résister à la force de rétreinte des bagues collec- 6, 7 closed to resist the shrinking force of the collector rings.

trices 3 et 4.3 and 4.

On observe que la patte lic est légèrement décalée vers le haut de manière qu'elle puisse s'engager dans une lumière 9c ménagée dans l'élément 9 constituant la douille isolante pour ressortir à l'arrière de celui-ci et être courbée à 90 afin d'appliquer l'anneau contre l'épaulement 9b correspondant. De même manière, la patte 12c de l'anneau 12 traverse un passage 10e pratiqué dans l'extérieur de la jupe 10a pour venir coopérer avec l'arrière de l'élément 9 une fois qu'on a rabattu la patte considérée à 90 . Ainsi, d'une part l'anneau 12 est-il plaqué contre l'épaulement 10d de l'élément 10 mais il assure également la solidarisation longitudinale It is observed that the lug is slightly slightly offset upwardly so that it can engage in a slot 9c formed in the element 9 constituting the insulating sleeve to emerge at the rear thereof and to be bent at 90.degree. in order to apply the ring against the corresponding shoulder 9b. Similarly, the tab 12c of the ring 12 passes through a passage 10e formed in the outside of the skirt 10a to cooperate with the rear of the element 9 once the tab has been folded to 90. Thus, on the one hand the ring 12 is it pressed against the shoulder 10d of the element 10 but it also ensures the longitudinal joining

de cet élément avec celui 9.of this element with that 9.

En fig. 1 et 5, les extrémités des ailes 5c et 6c et des pattes li, 12e sont assemblées aux sorties de la bobine inductrice qui cnt été In fig. 1 and 5, the ends of the wings 5c and 6c and legs li, 12e are assembled at the outputs of the inductive coil which has been

illustrées en traits discontinus et affectées des références 13 et 14. illustrated in broken lines and assigned references 13 and 14.

Il est à noter que dans la variante illustrée en fig. 5 l'intervalle entre les bagues collectrices 3 et 4 est rempli par le cordon lOb de telle sorte que l'usinage de la périphérie de ces bagues ne peut pas entratner l'inclusion de copeaux dans l'espace situé entre elles et qul pourrait It should be noted that in the variant illustrated in FIG. The gap between the slip rings 3 and 4 is filled by the cord 10b so that machining the periphery of these rings can not result in the inclusion of chips in the space between them and that could

bien entendu entraîner des incidents électriques (court-circuits). of course cause electrical incidents (short circuits).

On a ainsi réalisé un collecteur de machine tournante permettant un Thus, a rotating machine collector has been made allowing a

gain de cuivre maximal, puisqu'il n'y a pas tronçonnage du manchon consti- maximum copper gain, since there is no bucking of the sleeve constituting

tuant les bagues 3 et 4 et dont la douille isolante ne subit pratiquement aucun effort mécanique du fait de la présence des anneaux. De plus, les perfectionnements suivant l'invention permettent en réduisant le choc et la contrainte du magnéto-formage l'emploi de matériaux plus économiques pour la réalisation de la douille isolante. Enfin le contact électrique killing the rings 3 and 4 and whose insulating sleeve undergoes virtually no mechanical effort due to the presence of the rings. In addition, the improvements according to the invention make it possible, by reducing the shock and the stress of the magneto-forming, to use more economical materials for producing the insulating bushing. Finally the electrical contact

avec chaque bague collectrice est indépendant des variations dimension- with each slip ring is independent of dimensional variations

nelles éventuelles de l'isolant. Comme il va de soi, les surfaces annu- possible insulation. As is obvious, the annual surfaces

laires des anneaux pourraient être munies de stries intérieures et exté- rings could be provided with internal and external striations

rieures pour assurer 1 vr I -:- ' ia_ sun avec la douille isolante et to ensure that the solar sleeve with the insulating bushing is

les bagues collectrices.slip rings.

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Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a It must, moreover, be understood that the foregoing description

été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine been given as an example and that it does not limit the field

de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécu- of invention that could not be dispensed with by replacing the details of

tion décrits par tous autres équivalents. described by any other equivalent.

Claims

R E V E N D I C A T IO N S

1. Method for implementing an electrical machine collector

rotating die of the kind produced by means of an insulating tongue (2) on the periphery of which is engaged a conductive sleeve (3-J), shrunk on said sleeve to jam the sori.e connections of the sobine inductor, characterized in that it consists in erosing a conductive collar (5-6) producing an inner ferrule err mnhon (3- a and

the insulating bush (2).

2. Reagent commutator manifold by implementing the method according to claim 1, characterized in that the conductive collar is in the form of open rings (5-6) placed side by side, each associated with a connection ( 5c-6c-8), while it comprises means for spacing the rings (5-6) in the longitudinal direction so that the

The rings (3-4) forming the sleeve are at a suitable distance.

Generator collector according to Claim 2, characterized in that each connection (8) to the inductor coil is in the form of a wire placed between the two spaced ends of each ring.

(7) before the necking of the rings (3-4).

4. Alternator collector according to any one of the claims

2 and 3, characterized in that each open ring (5-6-7) comprises

a stop (5a-5b-7f) for limiting its centripetal deformation.

Generator manifold according to Claim 2, characterized

in that each ring (5-6) comprises a lateral wing (5c-6c) constituting

killing the connection to the inductive coil of the corresponding ring.

Generator collector according to Claim 5, characterized in that the ring (5) closest to the induction coil is applied against a shoulder (2a) of the socket (2) by the action of its flange (5a). folded radially relative to the corresponding end of said

socket.

Generator collector according to Claim 6, characterized in that the two edges of the second ring (6) are provided with radial claws (6d-6i) folded outwardly for the first edge, and inwardly for the second, so that said ring (6) is pressed against a shoulder (2d) of the annular end face of the sleeve

insulation (2) and that it forms an axial stop (6d-6e-6f) for the corresponding ring.

(4) of the collector.

8. Collecteor.'t'.r,:, ..... t the claim 2, characterized in that the insulating tape is made of two elements (9-10) which fit together and comprise means axial retention rings (5-6,

11-12) and rings (3-4).

Generator collector according to Claim 8, characterized in that the ring (5-11) situated closest to the induction coil is housed in a recess arranged on the periphery of the corresponding element (9). second element of the insulating sleeve comprising a cord (10b) which forms a spacer between the two rings (3-4), the second ring

(6-12) bearing against a shoulder (10d) of the element (10) corresponding.

Generator collector according to Claim 9, characterized in that the first element (9) of the insulating sleeve comprises two

shoulders (9a-9b) against which the ring (3) and the

water (5-11), while the second element (10) is provided with two shoulder-

(10c-10d) for the ring (4) and the ring (6-12).

11. Alternator collector according to any one of the claims

8 to 10, characterized in that each ring (11-12) is formed by means of a metal strip rolled flat and arched so as to form a shoulder (11b) located opposite the end (11a) of the ring and at a distance, said strip being folded on edge to make a side tab (bbc) forming the connection with the coil

inducing.