FR2537792A1

FR2537792A1 - Collecteur et procede pour sa fabrication

Info

Publication number: FR2537792A1
Application number: FR8319686A
Authority: FR
Inventors: Karl-Heinz Gerlach; Lothar Worner
Original assignee: Kautt and Bux KG
Current assignee: Kautt and Bux KG
Priority date: 1982-12-10
Filing date: 1983-12-08
Publication date: 1984-06-15
Also published as: IT8312692A0; FR2537792B1; IT8312692A1; US4598463A; DE3245699C2; DE3245699A1; IT1172654B

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN COLLECTEUR ET SON PROCEDE DE FABRICATION. DANS UN COLLECTEUR DU TYPE A PRESSION DE FRETTAGE, IL EST PREVU DANS SON GROUPE DE SEGMENTS AU MOINS UNE GORGE DISPOSEE CONCENTRIQUEMENT A L'AXE LONGITUDINAL DU COLLECTEUR ET DANS LAQUELLE EST LOGEE UNE BAGUE DE RENFORCEMENT; LES SEGMENTS SONT POURVUS DE PARTIES POINCONNEES POUR LA FORMATION DE CETTE GORGE. LA SURFACE DE DELIMITATION DE LA GORGE, SERVANT A L'APPUI DE LA BAGUE DE RENFORCEMENT 7, 7 ET CONSTITUEE PAR LES SEGMENTS, DEFINIT UN POLYGONE, EN MAINTENANT L'ISOLATION PAR UNE MATIERE INJECTEE 12 OU DE L'AIR ENTRE LES SEGMENTS SEPARES L'UN DE L'AUTRE AU-DESSUS DE LA GORGE PAR DES LAMELLES ISOLANTES; LORS DE LA FABRICATION, LE GROUPE DE SEGMENTS SUBIT TEMPORAIREMENT UNE REDUCTION DE DIAMETRE DE FACON A PERMETTRE ENSUITE L'ENGAGEMENT DE LA BAGUE DE RENFORCEMENT DANS LA GORGE QUI FORME UN SIEGE POUR CETTE BAGUE.

Description

-1 - La présente invention concerne un collecteur du type de construction

à pression de frettage dans le groupe de segments duquel il est prévu au moins une gorge disposée concentriquement à l'axe longitudinal du collecteur et sur la surface de délimitation de laquelle s'applique directement, contre la surface périphérique

intérieure du groupe de segments, une bague de renforce-

ment soumise à une tension; l'invention concerne égale-

ment un procédé de fabrication d'un tel collecteur.

Dans des collecteurs du type de construction à pression de frettage, les bagues de renforcement ont pour fonction de maintenir le groupe de segments sous une pression de frettage suffisamment élevée pour que les différents segments ne puissent pas se déplacer l'un par rapport à l'autre, non seulement-dans une condition

de repos mais également sous la charge thermique et dy-

namique se produisant en service Fréquemment dans de

tels collecteurs, on utilise comme bagues de renforce-

ment des bagues de frettage Ces bagues de frettage sont classiquement logées dans des gorges qui doivent être

usinées dans les deux cotés frontaux du groupe de seg-

ments, après que ce dernier a été formé à partir des segments individuels ainsi que des lamelles isolantes'

prévues entre ceux-ci.

Pour pouvoir effectuer cette opération, on doit d'abord cependant emmancher le groupe de segments assemblés dans un manchon de compression à paroi épaisse pour pouvoir usiner sur le tour la gorge dans les deux côtés frontaux du groupe de segments qui est maintenant soumis à une pression de frettage Ensuite, les bagues de frettage chauffées peuvent être engagées dans les gorges frontales et être rétreintes et le groupe de segments ainsi renforcé peut être éjecté du manchon Ce

mode de fabrication est relativement compliqué et co -

teux, d'autant plus que, pour une fabrication ration-

-2- nelle d'un assez grand nombre de pièces de collecteurs identiques, il est nécessaire de prévoir un outillage de prix élevé correspondant, se présentant sous la forme d'un grand nombre de manchons de compression à paroi épaisse.

En outre, les gorges nécessaires pour la ré-

ception des bagues de frettage ne peuvent être usinées que lorsque des lamelles isolantes s'étendent dans la

zone d'usinage et, pour cette raison, les lamelles iso-

lantes ont généralement la même forme que les segments

en cuivre Un autre inconvénient important des collec-

teurs connus comportant des bagues de frettage qui sont logées dans des gorges consiste en ce que les bagues de frettage ne peuvent être placées qu'aux extrémités du groupe de segments Une grande sollicitation dynamique

du collecteur ou bien une grande longueur axiale néces-

sitent par conséquent non seulement un grand dimension-

nement des bagues de frettage mais, également, une aug-

mentation des dimensions radiales des segments et par

conséquent du diamètre extérieur du collecteur pour em-

p 8 cher, par une augmentation de la rigidité à la flexion des segments, que ceux-ci se déforment radialement vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge, par suite d'une trop faible pression de frettage, dans la

zone située entre les bagues de frettage, ou bien puis-

sent se déplacer les uns par rapport aux autres Une difficulté supplémentaire résulte du fait que, par suite

de l'augmentation du dimensionnement radial des seg-

ments, il se produit à nouveau une augmentation de la force centrifuge agissant sur ceux-ci Du fait que, pour des causes électriques, une telle augmentation de la hauteur radiale des segments n'est-pas nécessaire, on utilise ainsi du cuivre de haute qualité dans un but

purement mécanique De tels collecteurs sont par consé-

quent relativement coûteux, de sorte que leur domaine -3- d'utilisation est limité à des machines électriques de

haute qualité et fortement sollicitées.

Deux autres formes de construction connues pour des collecteurs du type à pression de frettage sont également compliquées 9 bien qu'on ne doive pas usiner de

gorges dans le groupe de-segments Dans un type de cons-

truction, les bagues de frettage s'appliquent, avec in-

terposition d'une isolation, sur la surface périphérique extérieure du collecteur Le collecteur doit pour cette

raison être réalisé avec une longueur axiale bien supé-

rieure à ce qui serait nécessaire pour des causes élec-

triques En outre 9, avec de telles bagues de frettage placées à l'extérieur, l'encombrement du collecteur est

considérablement augmenté Dans l'autre type de cons-

truction, on a affaire à un collecteur en matière compri-

mée qui permet également d'utiliser des bagues de renfor-

cement placées à l'intérieur, c'est-à-dire des bagues de renforcement qui sont logées dans des gorges s'étendant a partir de la surface périphérique intérieure du groupe de segments dans ces derniers De telles gorges placées à l'intérieur sont réalisées par des parties poinçonnées dans les segments et dans les lamelles isolantes Les parties poinçonnées des lamelles isolantes sont alors profilées de telle sorte qu'elles maintiennent la bague de renforcement mise en place à une certaine distance

des surfaces de délimitation de la gorge qui sont for-

mées par les segments, comme cela est également classi-

que dans des collecteurs en matière comprimée qui com-

portent seulement des bagues de renforcement placées

dans des rainures situées sur le côté frontal, La ma-

tière comprimée doit notamment pouvoir pénétrer-égale-

ment dans les gorges pour former dans cette zone une enveloppe de la bague de renforcement Les bagues de

renforcement peuvent ainsi 9 dans ce collecteur en ma-

tière comprimée de type connu, être mises en place dans -4-

les gorges seulement en l'absence de précontrainte.

Elles sont mises en tension par le fait que le groupe de segments engagé dans le moule de compression est maintenu ainsi en pression de frettage, s'élargit après le compactage avec la matière comprimée lors de l'éjec-

tion hors du moule de compression, de sorte que sa pres-

sion de frettage est obligatoirement diminuée Il s'a-

joute à cela que la pression de frettage doit être main-

tenue relativement faible pour que l'expansion du groupe

de segments provoqué par la pression de frettage ne pro-

voque, après éjection hors du moule de compression, au-

cune désagrégation de la matière comprimée Pour ces raisons conditionnéespar la fabrication, le domaine

d'application de tels collecteurs est fortement limité.

Par suite de leur pression de frettage relativement faible, ils ne conviennent pas dans le cas d'une forte

sollicitation dynamique.

Un exemple de réalisation d'un collecteur dé-

crit dans la demande de brevet allemand DE-0 S 30 48 470,

comportant un moyeu précontraint radialement et dans le-

quel le groupe de segments est comprimé, comme dans le cas du collecteur en matière compri:ée précité, avec des

bagues de renforcement mises en place sans tension, per-

met par conséquent seulement une précontrainte relative-

ment faible du moyeu, de sorte qu'on n'est assuré d'un

comportement correct de la surface de glissement des ba-

lais également que dans le cas d'une sollicitation ther-

mique et dynamique relativement faible.

L'invention a pour but de créer un collecteur du type de construction à pression de frettage, pour

lequel on peut obtenir une grande capacité de sollicita-

tion dynamique et thermique mais qui peut cependant 8 tre fabriqué de façon peu coûteuse O Ce problème est résolu en ce-que les segments sont pourvus 9 pour la formation

de la gorge, de parties estampées et en ce que la sur-

-5-

face de délimitation de la gorge servant à l'applica-

tion de la bague de renforcement et formée par les seg-

ments définit un polygone, en maintenant l'isolation, par une matière comprimée ou par de l'air, entre les segments séparés l'un de l'autre par des lamelles iso-

lantes au-dessus de la gorge.

Du fait que les segments sont pourvus de par-

ties poinçonnées pour la formation de la ou des gorges, on supprime, d'une part, l'usinage compliqué de gorges

dans le groupe de segments On peut ainsi également pré-

voir une ou plusieurs gorges situées à l'intérieur et

s'étendant ainsi à partir de la surface périphérique in-

térieure du groupe de segments dans ceux-ci D'autre

part, les lamelles isolantes n'ont pas besoin de séten-

dre jusque dans la zone des gorges, ce qui diminue éga-

lement les frais de fabrication.

Du fait que la bague de renforcement s'appli-

que directement contre la surface polygonale de délimi-

tation de la gorge qui est formée par les segments, on peut obtenir une tension relativement grande pour les

bagues de renforcement Cela n'est pas imputable seule-

ment au fait qu'on ne doit pas tenir compte de la capa-

cité de charge en pression d'une matière comprimée, comme cela est le cas dans les collecteurs en matière

comprimée de types connus, o la matière comprimée rem-

plit le volume intercalaire existant entre la bague de

renforcement et les surfaces de délimitation de la gorge.

Il est au contraire possible de maintenir sous une gran-

de pression circulaire le groupe de segments, composé de segments poinçonnés et de lamelles isolantes, déjà avant

le compactage avec la matière comprimée au moyen des ba-

gues de renforcement On peut ainsi appliquer ou fretter

sur leur siège non seulement les deux bagues de renfor-

cement mais, également, la ou les bagues de renforcement

placées à l'intérieur, de sorte que ces bagues de ren-

253 ??e 2 -6- forcement atteignent déjà une grande précontrainte sans

une expansion du groupe de segments.

La grandeur de la précontrainte des bagues de renforcement ainsi que la grandeur de la pression de frettage et la grandeur de l'expansion du groupe de seg- ments après la mise en place des bagues de renforcement

n'influent pas sur la sollicitation de la matière com-

primée, qui est insérée le cas échéant dans le groupe de segments car cette insertion de la matière comprimée

est effectuée seulement après que les bagues de renfor-

cement ont été précontraintes.

La solution conforme à l'invention est ainsi avantageuse aussi bien pour obtenir une pression de frettage aussi élevée que possible que pour obtenir une grande précontrainte radiale du moyeu du collecteur et/ou de l'arbre d'induit, comme cela est prévu dans le collecteur conforme à la demande de brevet allemand DE-OS 30 48 470, pour éviter une déformation à chaud ou

tout au moins pour la réduire à une valeur-faible.

Du fait que les bagues de renforcement peu-

vent être réparties avec des espacements relativement courts sur la longueur des segments, il est possible de réduire considérablement la longueur d'encastrement des segments Ainsi, on peut limiter la hauteur de la zone

des segments, qui est située au-dessus des bagues de ren-

forcement, à une valeur électriquement et thermiquement

correcte La section droite et particulièrement la hau-

teur des bagues de renforcement ainsi que la hauteur des

parties de segments servant d'appui pour celles-ci peu-

vent être maintenues également relativement faibles, de

sorte qu'on peut obtenir une hauteur minimale des seg-

ments, ce qui conduit à une économie importante de cui-

vre La réduction des frais de fabrication est en outre favorisée par le fait que les parties estampées servant à la formation des gorges peuvent être produites en même

253 ?T 92

-7 temps que le découpage à longueur des segments dans une

barre profilée.

Du fait que, dans le collecteur conforme à l'invention, les lamelles isolantes peuvent se terminer à distance des gorges, il est prévu, dans un mode avan- tageux de réalisation permettant de réduire les frais

de fabrication, que les lamelles isolantes placées en-

tre les segments aient la forme de bandes dont le bord dirigé vers l'axe longitudinal central comporte sur toute sa longueur un espacement par rapport à l'axe

longitudinal central qui est au moins égal à l'espace-

ment correspondant de la surface de délimitation, pla-

cée radialement à l'extérieur, de chaque gorge exis-

tante. Les bagues de renforcement peuvent comporter un noyau se composant d'acier et une chape se composant d'un matériau électriquement isolant Dans ce cas, la bague de renforcement est agencée de façon que sa chape se compose d'une bande quiest enroulée autour du noyau de manière que les zones de bord recouvrent des spires successives Les bagues de renforcement peuvent cepené dant être constituées également d'une matière plastique

renforcée par des fibres et électriquement isolante.

Chacune des gorges ouvertes en direction de l'axe longitudinal central du groupe de segments peut être agencée de façon à recevoir seulement une ou bien 652 lement deux bagues de renforcement Conformément a la présente invention, on peut avoir à cet égard les particularités suivantes: 1 e La largeur, mesurée dans la direction axiale, de l'ouverture de chaque gorge placée entre les côtés frontaux et ouverte en direction de l'axe longitudinal central est supérieure, d'une valeur nécessaire pour l'introduction d'éléments de poussée ou de pression à la largeur, mesurée dans une direction axiale, de la

253 ??,2

-8-s

bague de renforcement associée à la gorge.

2 L'ouverture de chaque gorge placée entre les côtés frontaux du groupe de segments est située entre

deux zones, recevant chacune une des bagues de renforce-

ment de la gorge et a une largeur, mesurée dans une di-

rection axiale, qui est supérieure, d'une valeur néces-

saire pour l'introduction d'un élément de poussée ou de

pression, à la somme des largeurs, mesurées dans une di-

rection axiale, des deux bagues de renforcement à dispo-

ser dans la gorge.

La grande aptitude de tension des bagues de renforcement formées d'une matière plastique armée de fibres doit être obtenue grace au fait qu'elle peut être plus fortement allongée, par comparaison à des bagues en acier, sur une plus grande course de tension Pour de telles bagues de renforcement, le siège de chaque bague

formé par les segments a pour cette raison avantageuse-

ment un diamutre qui diminue vers l'ouverture de la gorge, l'inclinaison par rapport à l'axe longitudinal central rentrant dans le domaine d'irréversibilité La bague de renforcement peut alors être appliquée contre son siège, ce qui n'est pas possible avec des bagues en acier comportant une chape isolante à cause du risque d'endommagement de cette chape Un siège comportant un

angle-d'inclinaison qui sort du domaine d'irréversibili-

té conduit évidemment à une précontrainte encore plus

forte de la bague à comprimer mais il est cependant né-

cessaire de prévoir des éléments, de préférence des cro-

chets, sur les segments dans la zone du siège en vue d'empêcher un mouvement de la bague de renforcement en

direction de l'ouverture.

L'invention a également pour but de créer un

procédé de fabrication du collecteur conforme à 1 linven-

tion, ce procédé, suivant lequel on a engagé, dans au moins une gorge ménagée dans un groupe de segments, une 9 -

bague de renforcement qui est soumise à une précontrain-

te radiale, étant caractérisé en ce que le groupe de segments est réduit temporairement en diamètre au moins suffisamment pour qu'ensuite la bague de renforcement puisse être engagée dans la gorge formée par des par- ties estampées des segments, fermées en direction de l'axe longitudinal central et formant un siège pour la

bague de renforcement.

Ce procédé peut être mis en oeuvre d'une ma-

nière simple et peu coûteuse car, après l'assemblage du groupe de segments et la mise en place des bagues de renforcement dans l'ouverture de la gorge associée, il suffit seulement de réduire le diamètre du groupe de

segments suffisamment pour que chaque bague de renforce-

ment puisse être appliquée contre son siège Lorsqu'en-

suite l'application de la force servant à la réduction du diamètre du groupe de segments est supprimée, ce groupe de segments peut être mis en oeuvre d'une manière connue, soit sous forme d'un collecteur soumis à une pression de frettage aussi grande que possible, soit sous forme d'un collecteur dans lequel la précontrainte

du moyeu et/ou de l'arbre d'induit correspond à une pro-

portion importante et prédéterminée de la tension du

renforcement et o 4 tous les segments du groupe sont ac-

couplés par conjugaison de forces, sous l'action des forces d'appui s'exerçant sur le moyeu et/ou sur l'arbre dans toutes les conditions de service, avec le moyeu et/ou l'arbre d'induit et sont également positionnés par

rapport au moyeu et/ou à l'arbre d'induit dans une di-

rection radiale.

La réduction du diamètre du groupe de seg-

ments à une valeur permettant l'application des bagues

de renforcement sur leurs sièges est effectuée de pré-

férence au moyen d'un manchon conique par l'intermé-

diaire duquel le groupe de segments est emmanché dans -10-

un manchon cylindrique à paroi épaisse.

Pour autant qu'il soit souhaitable d'obtenir pour les bagues de renforcement une précontrainte encore plus élevée que celle pouvant être atteinte lorsque les bagues de renforcement sont engagées sur leurs sièges avec le plus faible jeu possible, il est possible de chauffer par induction les bagues de renforcement avant leur mise en place sur leurs sièges Le diamètre des bagues de renforcement dans la condition froide peut

alors être choisi à une valeur réduite du degré d'aug-

mentation de diamètre provoqué par l'échauffement Pour

obtenir la précontrainte que doivent atteindre les ba-

gues de renforcement lors de leur frettage sur leurs sièges, la précontrainte totale est alors plus grande

que celle que les bagues de renforcement ont après l'ar-

rêt de l'application de la force exercée sur le groupe

de segments pour la réduction de diamètre Pour empê-

cher, lors d'un tel échauffement inductif qui est ef-

fectué avantageusement à l'aide d'un inducteur annu-

laire d'un générateur moyenne fréquence introduit dans

le trou du groupe de segments, que le diamètre du man-

chon recevant le groupe de segments varie pendant l'o-

pération, on utilise de préférence un manchon formé d'un acier antimagnétique,-par exemple un acier V 2 A antimagnétique En outre, dans un mode avantageux de réalisation, ce manchon est maintenu à une température constante par un refroidissement par eau et à l'aide

d'un capteur de chaleur.

Lorsque les bagues de renforcement se-compo-

sent d'une matière plastique armée de fibres, il est nécessaire, pour tenir compte du fait que de telles bagues de renforcement ne peuvent pas être rétreintes et que, pour obtenir une précontrainte déterminée, il faut faire intervenir une plus grande course de tension que dans le cas d'une bague en acier, que ces bagues de 2 s? 7 r 92 -11 - renforcement soient comprimées sur leurs sièges dans une direction axiale avec expansion simultanée On peut ainsi atteindre une précontrainte relativement

grande également avec de telles bagues de renforcement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la

description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en

référence aux dessins annexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue de face partielle du

groupe de segments, assemblés de façon lâche, d'un pre-

mier exemple de réalisation; la Fig 2 est une vue latérale d'un segment du groupe de la Fig 1;

la Fig 3 est une coupe longitudinale par-

tielle du groupe de segments du premier exemple de réa-

lisation, maintenu par ses bagues de renforcement en pression de frettage;

la Fig 4 est une vue de face partielle, cor-

respondant à la Fig 1, du groupe de segments représenté sur la Fig 3;

la Fig 5 est une coupe longitudinale par-

tielle du collecteur fabriqué & partir du groupe de segments de la Fig 3; la Fig 6 est une vue de face partielle de ce collecteur; la Fig 7 est une vue latérale d'un exemple de réalisation modifié d'un segment pour un collecteur conforme & l'invention;

la Fig 8 est une coupe longitudinale par-

tielle d'un collecteur comportant un segment conforme & la Fig 7;

la Fig 9 est une coupe longitudinale par-

tielle d'un collecteur comportant des bagues de renfor-

cement en matière plastique armée de fibres; la Fig 10 est une vue frontale partielle -12- d'une forme modifiée de réalisation d'un segment et,

également, une coupe partielle de la bague de renforce-

ment associée en matière plastique armée de fibres avant

le frettage sur son siège.

la Fig 11 est une coupe longitudinale sché- matique et partielle d'un groupe de segments et d'un

dispositif de fabrication d'un groupe de segments ren-

forcé par utilisation de bagues de renforcement en acier;

la Fig 12 est une coupe longitudinale, cor-

respondant à la Fig 11, montrant la fabrication d'un groupe de segments renforcé par des bagues en matière

plastique armée de fibres.

Lors de la fabrication du premier exemple de

réalisation, représenté sur les Figs 1 à 6, du collec-

teur conforme à l'invention, on part de segments 1 de formes identiques, comme celui indiqué par exemple sur la Figure 2 Ces-segments 1 sont découpés à longueur dans une barre profilée en cuivre Dans cette opération, on réalise simultanément par poinçonnage un évidement 2 ouvert vers une extrémité ainsi que trois évidements identiques 3 Ces évidements 2 et 3 sont répartis sur la longueur du segment 1 Leur espacement mutuel est

relativement faible, comme le montrent les Fig 2 à 5.

En conséquence, malgré la forte sollicitation dynamique

à laquelle peut être soumise le collecteur, il est pos-

sible de maintenir à une valeur faible la hauteur, mesu-

rée dans une direction radiale du collecteur, des seg-

ments 1, et par conséquent également la dimension entre

les évidements 2 et 3 et la surface périphérique exté-

rieure du collecteur.

Les évidements 35 qui ont une section droite approximativement rectangulaire de même que l'évidement

2, sont fermés en direction de l'axe longitudinal cen-

tral du collecteur sur une partie de leur longueur cha-

-13- cun par une partie de matière en forme de crochet 4 du segment A la suite de cette partie de matière 4, il est prévu dans la direction longitudinale du collecteur une ouverture respective 5 dont la longueur axiale est plus grande que celle de la partie de matière 4 Comme le montrent les Fig 2 et 5, l'ouverture 5 s'élargit vers l'intérieur en forme de coin, l'un des flancs de l'ouverture 5 constituant le prolongement d'une des

* délimitations frontales de l'évidement 3.

Grâce à cette forme des évidements 3, il est possible de mettre en place une bague de renforcement, désignée dans son ensemble par 7, dans des gorges qui sont formées dans les ouvertures 5, après l'assemblage

de tous les segments 1 et en coopération avec des la-

melles isolantes 6 engagées chacune entre deux segments adjacents 1 pour former un groupe de segments liés de

façon lâche et en coopération également avec l'évide-

ment 2 Les lamelles isolantes 6 ont la forme d'une bande de profil rectangulaire Comme le montrent les Fig 1 à 6, elles s'étendent sur toute la longueur des

segments et, à partir de la surface extérieure du col-

lecteur, radialement vers l'intérieur approximative-

ment jusqu'aux évidements 2 et 3 Une telle forme des lamelles isolantes 6 contribue à l'obtention de frais de fabrication favorables, notamment en tenant compte du fait que ces lamelles isolantes peuvent être utilisées

avec des segments comportant un nombre différent d'évi-

dements ainsi qu'une autre forme de leurs évidements,

par exemple une forme correspondant à la Fig 7.

Les bagues de renforcement 7 comportent un noyau 7 ' en acier et une isolation 7 "' entourant ce noyau Cette isolation se compose d'une bande très mince qui est enroulée autour du noyau en recouvrant les zones de bords et qui possède non seulement une grande

capacité d'isolation, mais également une grande résis-

2 St 5 w P 2 -14- tance à la pression Les dimensions des évidements 2 et

3 sont proportionnées aux dimensions des bagues de ren-

forcement 7 de façon que ces dernières puissent être complètement engagées dans la partie des évidements qui est fermée vers l'intérieur par la partie de matière 4.

Ces parties de matière 4 constituent le siège des ba-

gues de renforcement 7 qui s'appliquent, dans le collec-

teur final, directement sur leurs sièges avec une pres-

sion élevée Du fait que les segments 1 sont poinçonnés,

le contour de ces sièges a une forme de polygone.

Après que les bagues de renforcement 7 ont été

engagées dans les ouvertures 5 du groupe de segments en-

core liés de façon lâche, le groupe de segments est em-

manché dans un manchon de compression 8 à paroi épaisse, représenté sur la Fig 11, par exemple au moyen d'un fourreau conique Lors de cet emmanchement du groupe de segments dans le manchon de compression 8, le diamètre

du groupe de segments est réduit à une valeur prédéter-

minée, qui est fonction de la grandeur de la pression

de frettage, qui est produite dans le groupe de seg-

ments lors de cette réduction de diamètre Lorsque les bagues de renforcement 7, après que le diamètre désiré du groupe de segments, doivent être seulement appliquées

et non frettées sur leurs sièges constitués par les par-

ties de matière 4, le diamètre intérieur des bagues de renforcement 7 est choisi de telle sorte qu'il suffise

d'une légère pression pour les engager sur les sièges.

L'isolation 7 " n'est alors pas entaillée ou endommagée

d'une autre manière L'emmanchement des bagues de ren-

forcement 7 dans les évidements 3 est alors effectué à l'aide d'au moins trois éléments de poussée 9 qui sont répartis à intervalles égaux sur la périphérie et qui

sont disposés de manière à pouvoir coulisser radiale-

ment dans un poinçon de poussée 10, qui peut être enga-

gé dans le trou du groupe de segments Du fait que la -15-

largeur, mesurée dans une direction axiale, des ouver-

tures 5 est plus grande que la largeur des bagues de ren-

forcement, les éléments de poussée 9 peuvent être appli-

qués contre un des côtés frontaux des bagues de renfor-

cement 7, comme le montre la Fig 11 Les bagues de ren- forcement 7, y compris celle qui doit être engagée dans la gorge formée par lesévidements 2, sont successivement

engagées sur leurs sièges au moyen des éléments de pous-

sée 9 du poinçon de poussée.

Les bagues de renforcement 7 peuvent cependant également être frettées sur leurs sièges Dans ce cas, aussi bien le poinçon de poussée 10 que les éléments de poussée 9 sont formés d'une matière isolante En outre,

le poinçon de poussée 10 comporte, axialement immédiate-

ment à côté des éléments de poussée 9 et par conséquent à la hauteur des bagues de renforcement 7, un inducteur annulaire Il qui est relié à un générateur de fréquence

moyenne Le diamètre intérieur des bagues de renforce-

ment 7 est choisi dans ce cas de façon que les bagues de renforcement puissent être engagées sur leurs sièges

sans jeu sensible après avoir été chauffées à la tempé-

rature prédéterminée au moyen de l'inducteur annulaire 11 Lors du refroidissement ultérieur, les bagues de

renforcement sont alors soumises à une tension impor-

tante.

Pour que le manchon de compression 8 ne soit

pas également chauffé inductivement par l'inducteur an-

nulaire 11 S il est formé, au moins lorsque les bagues de renforcement 7 doivent être frettées sur leurs sièges, d'un matériau anti-magnétique 9 par exemple d'un acier V 2 A anti-magnétique En outre, pour éviter une expansion graduelle sous l'effet de la chaleur se propageant vers

l'extérieur à partir du groupe de segments, il est pour-

vu d'un refroidissement par eau qui est commandé par un

capteur de chaleur et qui maintient le manchon de com-

-16-

pression 8 à une température constante.

Après l'engagement o le frettage des bagues

de renforcement 7 sur leurs sièges, le groupe de seg-

ments est éjecté du manchon de compression 8 Lorsque les bagues de renforcement 7 sont seulement engagées, le groupe de segments s'élargit lors du relâchement de sa pression de frettage jusqu'à ce qu'il s'établisse un équilibre entre la tension des bagues de renforcement et la force d'expansion du groupe de segments Dans le cas d'un frettage des bagues de renforcement, il dépend de la précontrainte des bagues de renforcement après le frettage que le groupe de segments subisse une expansion après son éjection hors du manchon de compression 8 La pression de frettage dans le groupe de segments peut

pour cette raison être maintenue à une valeur sensible-

ment plus grande que dans le cas cité en premier.

Maintenant, le groupe de segments peut être monté concentriquement, pour terminer la fabrication du

collecteur, sur un moyeu et être -alors soumis à une in-

-jection d'une matière comprimée isolante, qui remplit le volume intercalaire entre le groupe de segments et le

moyeu ainsi que les parties poinçonnées 2 et 3, les ou-

vertures 5 et les volumes intermédiaires entre les seg-

ments 1 On obtient alors un collecteur en matière com-

primée ayant une pression de frettage relativement gran-

de et par conséquent une grande capacité de sollicita-

tion dynamique.

Une autre possibilité consiste à produire une expansion du groupe de segments, par échauffement ainsi qu'à l'aide d'une matière comprimée isolante 12, qui est

injectée sous pression entre le groupe de segments chauf-

fé et un moyeu 13 disposé concentriquement dans celui-ci,

jusqu'à ce qu'il s'applique contre un manchon, non reprê-

senté et recevant ainsi le groupe de segments, comme ce-

la est décrit dans la demande de brevet allemand DE-OS -17- 48 470 Le diamètre intérieur de ce manchon, et par conséquent le degré d'expansion du groupe de segments renforcé, sont choisis à cet égard de manière que, après le refroidissement de la matière comprimée, le moyeu 13 du collecteur soit précontraint par une propor-

tion importante et prédéterminée de la tension des ba-

gues de renforcement 7 A cet égard, on remplit évidem-

ment complètement de matière comprimée, comme le montre

la Fig 5, les évidements 2 et 3, les ouvertures 5 ain-

si que les volumes intermédiaires existant entre les segments 1 Les bagues de renforcement 7 s'appliquent cependant directement contre leurs sièges La matière comprimée n'a dans ce cas pas pour fonction d'établir une isolation entre les bagues de renforcement et les segments Les parties de matière 4, qui forment les sièges pour les bagues de renforcement 7, sont alors

évidemment sollicitées de façon croissante par les ba-

gues de renforcement qui s'élargissent en même temps que

le groupe de segments sous l'action de la matière compri-

mée injectée sous pression, mais cependant simultanément

elles sont considérablement soulagées par la matière com-

primée injectée dans les volumes intercalaires du fait

du profil correct ainsi établi sur la périphérie.

Dans le cas o le groupe de segments est ex-

pansé de la manière décrite précédemment, il est avanta-

geux que le rapport force-course des bagues de renforce-

ment soit très grand par rapport à celui du groupe de

segments et que la surface de pression de frettage puis-

se être maintenu faible par rapport à la surface de sec-

tion droite totale des bagues de renforcement en dispo-

sant les bagues de renforcement à de courts intervalles sur la longueur des segments La pression de frettage, qui est réglée après l'éjection du groupe de segments hors du manchon de compression 8, peut par conséquent être maintenue à une valeur suffisamment élevée pour t 5 I??t 2 avoir encore une grandeur suffisante après terminaison de l'expansion Simultanément, le collecteur conforme à l'invention augmente d'une manière idéale l'efficacité d'amortissement d'une déformation à chaud par le fait que le moyeu est précontraint radialement par les ba- gues de renforcement ou de frettage, qui sont disposées à de courts intervalles dans le groupe de segments, sous

l'effet d'une proportion importante-de leur tension.

Le collecteur conforme à l'invention est ainsi caracté-

risé par une capacité de sollicitation dynamique et

thermique particulièrement grande.

Le second exemple de réalisation représenté

sur les Fig 7 et 8 se différencie de l'exemple de réa-

lisation précédemment décrit seulement par le fait que, en ce qui concerne les évidements 103 des segments 101

qui sont ouverts en direction de l'axe longitudinal cen-

tral du collecteur, l'ouverture 105 est disposée au mi-

lieu Ainsi, les segments 101 comportent pour chaque évidement 103 deux parties de matière 104, ce qui permet

de loger dans chaque évidement 103 deux bagues de ren-

forcement 107 En ce qui concerne les autres détails, on se référera aux considérations données pour l'exemple

de réalisation des Fig 1 à 6, qui sont également appli-

cables à ce second exemple de réalisation.

Dans les exemples de réalisation représentés sur les Fig 9, 10 et 12, les bagues de renforcement 207

sont formées d'une matière plastique électriquement iso-

lante et armée de fibres Des valeurs de résistance de cette matière correspondent à celles d'un acier de haute qualité Pour atteindre une précontrainte déterminée, il est cependant nécessaire de faire intervenir une course

de tension plus grande à cause de la plus forte dilata-

tion de cette matière.

Les segments 201 du collecteur sont agencés, à une exception près, comme les segments 1 du premier -19- exemple de réalisation Cette exception consiste en ce que les parties de matière 204 ne constituent pas un siège de diamètre constant mais, respectivement, un

siège dont le diamètre diminue en direction de l'extré-

mité libre de la partie de matière 204, c'est-à-dire

vers l'ouverture 205 La surface périphérique intérieu-

re des bagues de renforcement 207 forme un c 8 ne corres-

pondant L'angle d'inclinaison de cette surface conique et du siège associé par rapport à l'axe longitudinal

central du collecteur est alors choisi de manière à ga-

rantir une irréversibilité entre les bagues de renforce-

ment et leurs sièges.

Après l'assemblage du groupe de segments, qui se compose des segments 201 et des lamelles isolantes en forme de bande 206, et après l'engagement des bagues de renforcement 207 dans les ouvertures 205, le groupe de

segments est emmanché dans un manchon de compression 208.

Le diamètre est alors réduit à la valeur désirée et la pression de frettage désirée est établie Comme le montre

la Fig O 12, le diamètre intérieur des bagues de renfor-

cement 207 est choisi de telle sorte que les bagues de renforcement puissent être engagées avec élargissement sur leurs sièges associées Cet engagement, se produisant avec une force relativement élevée, est réalisé à l'aide d'un poinçon de pression 210 formé d'acier, qui peut être introduit dans le trou du groupe de segments, ainsi

qu'à l'aide d'au moins trois éléments de poussée 209 ré-

partis à intervalles égaux sur la périphérie, qui sont

également formés d'acier et qui peuvent être sortis ra-

dialement, comme les éléments de poussée 9, du poinçon de pression 210 La fonè des éléments de poussée 209

est la même que celle des éléments de poussée 9 En con-

séquence, la largeur des ouvertures 205 est égale à celle des ouvertures 50 Après que toutes les bagues de renforcement

255 ?T 92

-20- 207 ont été appliquées contre leurs sièges, le groupe de segments est éjecté du manchon 208, qui est formé

d'un acier n'ayant pas besoin d'être anti-magnétique.

L'apparition et le cas échéant le degré d'expansion du groupe de segments dépend de la précontrainte que su-

bissent les bagues de renforcement 207 lors de l'appli-

cation contre leurs sièges.

La mise en oeuvre ultérieure du groupe de seg-

ments renforcés est effectuée par exemple dans un procé-

dé qui a été décrit en relation avec l'exemple de réali-

sation des Fig 1 à 6.

Pour augmenter la fixation des bagues de ren-

forcement 207 se composant d'une matière plastique ar-

mée de fibres afin de les empêcher de glisser de leurs sièges ou pour pouvoir établir un angle de cône qui sort

du domaine d'irréversibilité 9 il est possible, comme in-

diqué sur la Fig 10, de pourvoir les sièges des bagues de renforcement, constitués par les parties de matière 204, d'éléments qui s'opposent à un échappement par

glissement des bagues de renforcement Ces éléments peu-

vent être constitués, par exemple, comme le montre la Fig 10, par des crochets 214 qui sont déjà produits lors du poinçonnage de l'évidement Ces crochets 214

s'accrochent dans la bague de renforcement 207 et ren-

dent par conséquent impossible un déplacement vers l'ex-

trémité de petit diamètre du siège.

Evidemment, le collecteur peut également être terminé de fabrication en assurant la frettage du groupe

de segments renforcé directement, c'est-à-dire sans in-

jection d'une matière comprimée, sur un moyeu ou un ar-

bre isolé, ou bien en assurant sa liaison avec le moyeu,

conformément à un procédé cité dans la demande de bre-

vet allemand DE-OS 30 48 470 (page 17, Fig 17).

Dans le dernier cas, la forme conique de la périphérie intérieure des segments peut être établie -21-

d'une manière simple par un profilage conique corres-

pondant du bord des segments qui sera ultérieurement

placé à l'intérieur ( 1; 10; 201) en opérant par poin-

çonnage, au cours de la formation des évidements ( 2; 3;

103).

Dans ces deux cas, les segments du collecteur sont "isolés par air" dans leur zone tournée vers l'axe du collecteur, en dessous des lamelles isolantes les espaçant.

Bien entendu, la présente invention n'est nul-

lement limitée aux modes de réalisation décrits et re-ç présentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de

l'invention.

2537 f 92 -22-

Claims

REVENDICATIONS - I Collecteur du type de construction à pres- sion de frettage dans le groupe de segments duquel il est prévu au moins une gorge disposée concentriquement à l'axe longitudinal du collecteur et sur la surface de délimitation de laquelle s'applique-directement contre la surface périphérique intérieure du groupe de seg- ments une bague de renforcement soumise à une tension, caractérisé en ce que les segments ( 1; 101; 201) sont pourvus, pour la formation de la forge, de parties poinçonnées ( 2; 3; 103) et en ce que la surface de dé- limitation de la gorge servant à l'application de la bague de renforcement ( 7; 107; 207) et formée par les segments définit un polygone, en maintenant l'isolation, par une matière comprimée ou par de l'air, entre les segments séparés l'un de l'autre par des lamelles iso- lantes au-dessus de la gorge.

2 Collecteur selon la revendication 1, ca-

ractérisé en ce qu'au moins une gorge s'étend à partir

de la surface périphérique intérieure du groupe de seg-

ments dans ceux-ci.
3 Collecteur selon la revendication 2, ca-

ractérisé en ce que les lamelles isolantes ( 2) placées entre les segments ( 1; 101; 201) ont la forme de bandes

dont le bord dirigé vers l'axe longitudinal central com-

porte sur toute sa longueur un espacement par rapport à

l'axe longitudinal central qui est au moins égal à l'es-

pacement correspondant de la surface de délimitation,

placée radialement à l'extérieur, de chaque gorge exis-

tante.
4 Collecteur selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague de

renforcement ( 7; 107) comporte un noyau ( 7 ') formé d'a-

cier et une chape ( 7 ") se composant d'une matière élec-

triquement isolante.
2537 T 92

-23- Collecteur selon la revendication 4, ca-

ractérisé en ce que la chape ( 7 ") de la bague de ren-

forcement ( 7) se compose d'une bande qui est enroulée

autour du noyau ( 7 ') de façon que les zones de bord re-

couvrent des spires successives.
6 Collecteur selon l'une quelconque des re-

vendications 1 ià 3, caractérisé en ce que la bague de renforcement ( 207) se compose d'une matière plastique

électriquement isolante et armée de fibres.
7 Collecteur selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 6, caractérisé en ce que la dimension

intérieure, mesurée dans la direction axiale, de l'ou-

verture ( 5) de chaque gorge placée entre les c 8 tés fron-

taux et ouverte en direction de l'axe longitudinal cen-

tral est supérieure, d'une valeur nécessaire pour l'in-

troduction déléments de poussée ou de pression ( 9; 200) à la largeur, mesurée dans une direction axiale, de la

bague de renforcement ( 7; 107; 207) associée à la gorge.
8 Collecteur selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 6, caractérisé en ce que 1 '8 ouverture ( 105) de chaque gorge placée entre les côtés frontaux

du groupe de segments est située entre deux zonesq, re-

cevant chacune une des bagues de renforcement ( 107)9 de la gorge et a une largeur, mesurée dans une direction axiale, qui est supérieure, d'une valeur nécessaire

pour l'introduction d'un élément de poussée ou de pres-

sion ( 9; 209) à la somme des largeurs, mesurées dans une direction axiale, des deux bagues de renforcement

( 107) à disposer dans la gorge.
9 Collecteur selon l'une quelconque des

revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chacune des

zones superficielles de la ou des gorges servant à l'ap-

pui d'une bague de renforcement ( 207) en matière plas-

tique armée de fibres a un diamètre diminuant vers l'ou-

verture ( 205), l'inclinaison par rapport à l'axe longi-
253 ? 792

-24- tudinal central du groupe de segments rentrant dans le domaine d'irréversibilité, et en ce que les bagues de

renforcement ( 207) comportent comme surface périphé-

rique intérieure un cône correspondant.
10 Collecteur selon l'une quelconque des

revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la zone su-

perficielle de la ou des gorges servant à l'application

de la bague de renforcement ( 207) et diminuant de sec-

tion avec un profil conique en direction de l'ouverture ( 205) comporte des éléments, de préférence des crochets

( 214), empêchant un mouvement de la bague de renforce-

ment ( 207) vers l'ouverture ( 205).
11 Procédé de fabrication d'un collecteur du type de construction à pression de frettage selon l'une quelconque des révendicationsi 1 à 10, dans lequel une bague de renforcement, qui subit une précontrainte radiale, est engagée dans au moins une gorge ménagée dans un groupe de segments, caractérisé en ce que le diamètre du groupe de segments est réduit temporairement

au moins suffisamment pour qu'ensuite la bague de ren-

forcement puisse être engagée dans la gorge formée par

des parties poinçonnées des segments, fermées en direc-

tion de l'axe longitudinal central et formant un siège

pour la bague de renforcement.
12 Procédé selon la revendication 11, carac-

térisé en ce que le groupe de segments est réduit tempo-

rairement en diamètre, après l'introduction de la bague de renforcement dans la partie de la gorge ouverte en direction de l'axe longitudinal central suffisamment pour qu'ensuite la bague de renforcement puisse être engagée dans la partie de la gorge fermée en direction de l'axe longitudinal central et formant un siège pour

la bague de renforcement.

Procédé selon la revendication 11 ou 12,

caractérisé en ce que le groupe de segments est emman-

-25-

ché, pour une réduction de son diamètre, dans un man-

chon de pression à paroi épaisse, et en ce que, après

l'engagement de toutes les bagues de renforcement exis-

tantes sur leurs sièges associés dans le groupe de seg-

ments, il est éjecté du manchon.
14 Procédé selon l'une quelconque des re-

vendications 11 à 13, caractérisé en ce que chaque ba-

gue de renforcement est chauffée par induction jusqu'à ce que l'augmentation ainsi provoquée de son diamètre intérieur permette un engagement sur le siège associé constitué par le groupe de segments et en ce que la

bague de renforcement est frettée sur son siège par re-

froidissement avant l'arrêt de l'application de la force au moyen de laquelle la réduction de diamètre du groupe

de segments a été assurée.

Procédé selon la revendication 14, carac-

térisé en ce que le manchon de pression, se composant d'un matériau antimagnétique et recevant le groupe de

segments pendant l'échauffement du ou des bagues de ren-

forcement, est maintenu à une température constante.
16 Procédé selon l'une quelconque des reven-

dications Il à 13, caractérisé en ce que chaque bague de renforcement ( 20) est emmanchée sur son siège dans

une direction axiale.