FR2613880A1 - Rotor with slip rings for a dynamo-electric machine, in particular an alternator for a motor vehicle, and method of obtaining such a rotor - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un rotor å bagues collectrices pour machine dynamo-électrique, notamment alternateur de véhicules automobiles du type comprenant deux disques polaires a griffes emprisonnant un bobinage inducteur relié électriquement par des conducteurs de liaison à des bagues collectrices disposées en bout du rotor et maintenues sur celui-ci par apport de matière isolante autour d'une partie amincie axiale prolongeant l'arbre du rotor, lesquels conducteurs de liaison, logés dans des rainures longitudinales ménagées en bout d'arbre, sont noyés dans de la matière isolante. The present invention relates to a rotor with slip rings for a dynamo-electric machine, in particular a motor vehicle alternator of the type comprising two polar discs with claws trapping an inductor coil electrically connected by connecting conductors to slip rings arranged at the end of the rotor and maintained on the latter by adding insulating material around an axial thinned portion extending the rotor shaft, which connecting conductors, housed in longitudinal grooves formed at the end of the shaft, are embedded in insulating material.
Dans les rotors à bagues collectrices connus du type précité notamment décrits dans le modèle d'utilité Japonais 56-71077, les pistes collectrices disposées en bout d'arbre sont maintenues sur celui-ci par l'intermédiaire de matière isolante compressée autour d'une partie amincie axiale prolongeant l'arbre du rotor. Les conducteurs de liaison, logés dans des rainures longitudinales ménagées en bout d'arbre, sont noyés dans la matière isolante par la meme opération de compression. In known slip ring rotors of the aforementioned type described in particular in Japanese utility model 56-71077, the slip tracks arranged at the end of the shaft are held thereon by means of insulating material compressed around a axial thinned part extending the rotor shaft. The connecting conductors, housed in longitudinal grooves formed at the end of the shaft, are embedded in the insulating material by the same compression operation.
Ce procédé bien que donnant satisfaction peut présenter certains inconvénients de mise de oeuvre notamment dans l'utilisation d'une température relativement élevée pour le préchauffage des pièces en vue de la compression de la matière isolante pour le maintien des bagues collectrices. This method, although satisfactory, can have certain implementation disadvantages, particularly in the use of a relatively high temperature for preheating the parts with a view to compressing the insulating material for maintaining the slip rings.
L'usinage par décolletage de la partie amincie en bout d'arbre a pour conséquence une perte de matière. Machining by cutting the thinned part at the end of the shaft results in a loss of material.
La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et concerne à cet effet un rotor à bagues collectrices pour machine dynamo-électrique du type précité remarquable en ce que la partie amincie axiale prolongeant l'arbre du rotor est constituée par une goupille élastique emmanchée à force dans une perforation axiale ménagée en bout d'arbre. The object of the present invention is to overcome these drawbacks and to this end relates to a rotor with slip rings for a dynamo-electric machine of the aforementioned type, remarkable in that the axial thinned part extending the rotor shaft is constituted by an elastic pin fitted at force in an axial perforation formed at the end of the shaft.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la goupille élastique est creuse et fendue longitudinalement. In a preferred embodiment of the invention, the elastic pin is hollow and split longitudinally.
L'invention consiste également en un procédé d'obtention d'un rotor avec un tel ensemble de bagues collectrices consiste à emmancher une goupille élastique dans une perforation axiale ménagée en bout d'arbre, puis après positionnement des bagues collectrices sur et autour de la goupille élastique dans un moule approprié, à injecter de la matière isolante de manière telle que ladite matière maintienne lesdites bagues collectrices en bout de l'arbre du rotor. The invention also consists in a method of obtaining a rotor with such a set of slip rings consists in fitting an elastic pin in an axial perforation formed at the end of the shaft, then after positioning the slip rings on and around the elastic pin in an appropriate mold, for injecting insulating material so that said material holds said slip rings at the end of the rotor shaft.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre l'invention :
- La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du rotor à bagues collectrices conforme à l'invention.The description which follows with reference to the appended drawings will make the invention better understood:
- Figure 1 is a longitudinal sectional view of the rotor with slip rings according to the invention.
- La figure 2 est une vue en coupe longitudinale à plus grande échelle du détail A du rotor à bagues collectrices de la figure 1. FIG. 2 is a view in longitudinal section on a larger scale of detail A of the rotor with slip rings of FIG. 1.
- La figure 3 est une vue en coupe III-III de la figure 2. - Figure 3 is a sectional view III-III of Figure 2.
- Les figures 4 à 6 représentent les phases successives du procédé d'obtention du rotor à bagues collectrices. - Figures 4 to 6 show the successive phases of the process for obtaining the rotor with slip rings.
- La figure 7 représente en perspective la carcasse inférieure d'un moule dans laquelle se positionne les bagues collectrices par rapport à l'extrémité de l'arbre du rotor muni de la goupille. - Figure 7 shows in perspective the lower carcass of a mold in which is positioned the slip rings relative to the end of the rotor shaft provided with the pin.
- La figure 8 représente l'extrémité du rotor muni des bagues collectrices après l'opération d'injection. - Figure 8 shows the end of the rotor provided with the slip rings after the injection operation.
- La figure 9 est une vue en coupe IX-IX de la figure 8. - Figure 9 is a sectional view IX-IX of Figure 8.
Selon la figure 1, le rotor à bagues collectrices est constitué de deux disques polaires 1 et 2 possédant en leur périphérie des griffes rabattues la et 2a parallèlement à l'axe de rotation du rotor et d'un noyau magnétique disposé entre lesdits disques polaires l et 2, le tout solidaire d'un arbre 3 du rotor. According to FIG. 1, the rotor with slip rings consists of two polar discs 1 and 2 having at their periphery folded claws la and 2a parallel to the axis of rotation of the rotor and a magnetic core disposed between said polar discs l and 2, all secured to a shaft 3 of the rotor.
Les disques polaires 1 et 2 enserrent une bobine 5 emmanchée sur le noyau 4 et obtenue avantageusement par moulage de matière plastique, bobine sur laquelle est enroulé un fil conducteur dont les deux extrémités 7 et 7a sont reliés électriquement par les fils conducteurs de liaison 8 et 8a aux bagues collectrices respectives 6 et 6a sur lesquelles viennent en contact des balais d'un portebalai (non représenté), et maintenues sur ledit arbre 3 par apport de matière isolante autour d'une partie amincie axiale prolongeant l'arbre 3 du rotor. The polar discs 1 and 2 enclose a coil 5 fitted on the core 4 and advantageously obtained by molding of plastic material, coil on which a conductive wire is wound, the two ends 7 and 7a of which are electrically connected by the connecting conductive wires 8 and 8a to the respective slip rings 6 and 6a on which come in contact with the brushes of a brush holder (not shown), and held on said shaft 3 by the addition of insulating material around an axial thinned part extending the shaft 3 of the rotor.
Conformément à l'invention, la partie amincie axiale prolongeant l'arbre 3 du rotor et portant les bagues collectrices 6 et 6a est avantageusement constituée par une goupille élastique 9 creuse et fendue longitudinalement du type "mécanindus" du commerce ou réalisée par une bande de tole enroulée et emmanchée à force dans une perforation axiale 10 ménagée dans la face frontale de 1 arbre 3 du rotor, ladite perforation 10 étant un perçage axial d'un diamètre inférieur au diamètre extérieur de la goupille élastique 9 et d'une profondeur approximativement égale au tiers de la longueur de la goupille élastique 9. According to the invention, the axial thinned part extending the shaft 3 of the rotor and carrying the slip rings 6 and 6a is advantageously constituted by an elastic pin 9 hollow and split longitudinally of the "mechanindus" type of commerce or produced by a strip of sheet wound and force fitted into an axial perforation 10 formed in the front face of 1 shaft 3 of the rotor, said perforation 10 being an axial bore with a diameter less than the outside diameter of the elastic pin 9 and of an approximately equal depth a third of the length of the spring pin 9.
La goupille élastique 9 ainsi introduite dans la perforation 10 prend la forme d'un cône à partir de l'extrémité de l'arbre 3 dont l'angle au sommet est dirigé vers l'extrémité opposée du rotor, du fait qu'elle est serrée à l'une de ses extrémités dans la perforation 10 et que l'autre extrémité est libre (fig. 5). The elastic pin 9 thus introduced into the perforation 10 takes the form of a cone from the end of the shaft 3 whose angle at the top is directed towards the opposite end of the rotor, because it is clamped at one of its ends in the perforation 10 and that the other end is free (fig. 5).
Les bagues collectrices 6 et 6a sont positionnées sur et autour de la goupille élastique 9 et sont reliées au bobinage inducteur 5 par des conducteurs de liaison 8 et 8a qui sont soudés sur lesdites bagues collectrices 6 et 6a et logés dans deux rainures 11 ménagées en bout d'arbre R lesdites rainures 11 étant symétriquement opposées, d'une longueur approximativement égale à la longueur de la perforation 10 et dont le fond 12 est semi-circulaire afin que les conducteurs de liaison 8 et 8a soient automatiquement dirigés perpendiculairement à l'arbre 3 du rotor pour etre connectés au bobinage inducteur 5 par les fils conducteurs 7 et 7a. The slip rings 6 and 6a are positioned on and around the elastic pin 9 and are connected to the field winding 5 by connecting conductors 8 and 8a which are welded to said slip rings 6 and 6a and housed in two grooves 11 formed at the end of shaft R, said grooves 11 being symmetrically opposite, of a length approximately equal to the length of the perforation 10 and the bottom 12 of which is semi-circular so that the connecting conductors 8 and 8a are automatically directed perpendicular to the shaft 3 of the rotor to be connected to the field winding 5 by the conducting wires 7 and 7a.
Un roulement à billes 14 figure l'un des paliers dans lequel tourillonne le rotor et a été représenté sur la figure 1 afin de montrer l'intérêt de loger les conducteurs 8 et 8a au fond des rainures 11 afin de laisser le libre passage du roulement 14 sur les bagues collectrices 6 et 6a et sur sa surface de portée 3a. A ball bearing 14 is one of the bearings in which the rotor spins and has been shown in Figure 1 in order to show the advantage of housing the conductors 8 and 8a at the bottom of the grooves 11 in order to allow the free passage of the bearing 14 on the slip rings 6 and 6a and on its bearing surface 3a.
Le procédé d'obtention du rotor est avantageusement décrit par les figures 4 à 8. La goupille élastique 9 est présentée horizontalement à la face frontale du bout d'arbre 3 du rotor (figure 4) et est introduite dans la perforation 10 jusqu'à ce qu'elle soit en butée au fond de la perforation 10 (on a montré exagérement la conicité à a figure 5 pour une meilleure compréhension de l'une des caractéristiques de l'invention). The process for obtaining the rotor is advantageously described in FIGS. 4 to 8. The elastic pin 9 is presented horizontally to the front face of the shaft end 3 of the rotor (FIG. 4) and is introduced into the perforation 10 until that it is in abutment at the bottom of the perforation 10 (we have shown exaggerated the taper in Figure 5 for a better understanding of one of the characteristics of the invention).
La figure 6 montre la position des bagues collectrices 6 et 6a sur et autour de la goupille élastique 9 et maintenues en position dans les rainures 15 et 15a de la carcasse inférieure 16 du moule. L'arbre 3 du rotor portant la goupille élastique 9 est en appui contre les parois du moule 16. Les fils conducteurs le liaison 8 et 8a sont logés dans les rainures 11 de l'arbre 3 du rotor. FIG. 6 shows the position of the slip rings 6 and 6a on and around the elastic pin 9 and held in position in the grooves 15 and 15a of the lower carcass 16 of the mold. The shaft 3 of the rotor carrying the elastic pin 9 is in abutment against the walls of the mold 16. The conducting wires of the connection 8 and 8a are housed in the grooves 11 of the shaft 3 of the rotor.
Un tel moule est plus particulièrement représenté sur la figure 7 sur laquelle seule la carcasse inférieure 16 est représentée, la carcasse mobile supérieure (non représentée) pouvant être identique au canal d'injection près à la partie inférieure et venant coiffer celle-ci pour l'opération d'injection. L'arbre 3 du rotor portant la goupille élastique 9 est préchauffé à une température relativement faible et la matière isolante est injectée dans un moule de manière que ladite matière maintienne les bagues collectrices 6 et 6a en bout de l'arbre 3 du rotor et pénètre à l'intérieur de la goupille élastique 9 jusqu'au fond de la perforation 10 et noie les conducteurs de liaison 8 et 8a à l'intérieur des rainures longitudinales 11 (fig. 8).Such a mold is more particularly shown in FIG. 7 in which only the lower carcass 16 is shown, the upper movable carcass (not shown) possibly being identical to the injection channel near the lower part and coming to cover the latter for the injection operation. The shaft 3 of the rotor carrying the elastic pin 9 is preheated to a relatively low temperature and the insulating material is injected into a mold so that said material holds the slip rings 6 and 6a at the end of the shaft 3 of the rotor and penetrates inside the elastic pin 9 to the bottom of the perforation 10 and drowns the connecting conductors 8 and 8a inside the longitudinal grooves 11 (fig. 8).
Les avantages de cette disposition sont principalement d'ordre économique tout d'abord par le fait que l'utilisation de la goupille élastique comme prolongement de l'arbre permet de réaliser un arbre de dimension plus courte donc un gain de matiére, puis par une simplification d'usinage qui prévoit seulement une opération de perçage axiale en bout d'arbre avec des tolérances courantes, un gain de temps. De plus le procédé d'injection permet un préchauffage de la pièce à une température inférieure à celle de la compression, le temps d'injection est très rapide, environ 12 secondes au lieu de 30 secondes pour l'opération de compression. The advantages of this arrangement are mainly economic, first of all by the fact that the use of the elastic pin as an extension of the shaft makes it possible to produce a shaft of shorter dimension therefore a gain in material, then by a simplification of machining which only foresees an axial drilling operation at the end of the shaft with current tolerances, saving time. In addition, the injection process allows the part to be preheated to a temperature lower than that of compression, the injection time is very rapid, around 12 seconds instead of 30 seconds for the compression operation.
En plus des avantages déjà cités, ce procédé d'obtention augmente la résistance à l'arrachement du fait de l'injection dans la goupille élastique 9 devenue conique à contre dépouille ainsi que le couple de rotation par le passage de la matière isolante au travers de la fente de la goupille élastique 9. In addition to the advantages already mentioned, this obtaining method increases the resistance to tearing off due to the injection into the elastic pin 9 which has become conical against the undercut as well as the torque by the passage of the insulating material through of the elastic pin slot 9.
Claims (6)
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