FR2753849A1 - Rotary electrical machine armature for motor vehicle starter motor - Google Patents

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Abstract

The starter motor armature has conductors (16) terminating in a multi-segment commutator (22), with conducting segments (30) a transverse sliding face and axial connections which extend to the end of the commutator. The conductors are laterally located in a recess in the commutator surface. The recess has a semi-circular profile, of a diameter that provides a close fit for the end of an armature conductor when it is place in the groove before soldering into place. The distance separating the parallel axes of the two grooves (32) is less than the sum of the radius of the grooves, so that the grooves form a double recess in the shape of a "w".

Description

La présente invention concerne un induit de machine électrique tournante. The present invention relates to an armature of a rotating electrical machine.
L'invention concerne plus particulièrement un induit de machine électrique tournante du type comportant un rotor qui porte un enroulement dont les conducteurs sont reliés à un collecteur frontal sensiblement cylindrique porté par une extrémité avant de l'arbre du rotor, du type dans lequel le collecteur frontal comporte des pistes conductrices comportant chacune une face transversale avant de frottement en forme de secteur angulaire, et une face axiale de raccordement qui s'étend à la périphérie du collecteur et sur laquelle sont raccordés deux conducteurs dont des extrémités de raccordement s'étendent axialement le long de la face de raccordement, et du type dans lequel il est prévu des moyens de maintien latéral en position des conducteurs par rapport à la face de raccordement correspondante. The invention relates more particularly to an armature of a rotary electric machine of the type comprising a rotor which carries a winding whose conductors are connected to a substantially cylindrical front collector carried by a front end of the rotor shaft, of the type in which the collector frontal comprises conductive tracks each comprising a transverse front face of friction in the form of an angular sector, and an axial connection face which extends at the periphery of the collector and on which two conductors are connected whose connection ends extend axially along the connection face, and of the type in which lateral means for holding the conductors in relation to the corresponding connection face are provided.
Les opérations de soudage des fils conducteurs de l'enroulement de l'induit sur les faces de raccordement des pistes d'un collecteur frontal présentent des difficultés importantes. The welding operations of the conductor wires of the armature winding on the connecting faces of the tracks of a front collector present significant difficulties.
En effet, les extrémités des conducteurs à souder sur chaque lame doivent être maintenues latéralement dans une position qui est celle souhaitée pour une liaison correcte avec le collecteur. Indeed, the ends of the conductors to be welded on each blade must be maintained laterally in a position which is that desired for a correct connection with the collector.
Afin d'éviter un glissement latéral du conducteur par rapport à la piste associée sur laquelle il doit être soudé, pendant i'opération de soudage qui est souvent effectuée par soudure électrique avec ou sans apport de brasure, il a déjà été proposé de prévoir des moyens de maintien latéral en position des conducteurs en regard des lames. In order to avoid lateral sliding of the conductor with respect to the associated track on which it is to be welded, during the welding operation which is often carried out by electric welding with or without the addition of solder, it has already been proposed to provide lateral retention means in position of the conductors opposite the blades.
Ainsi, il a déjà été proposé un collecteur perfectionné du type dans lequel au moins deux fils conducteurs voisins sont reliés à une même piste conductrice dont la face de raccordement comporte à cet effet un logement d'orientation axiale dans lequel les deux conducteurs sont logés, au moins en partie radialement, avant leur soudage sur la piste. Thus, an improved collector of the type has already been proposed in which at least two neighboring conductive wires are connected to the same conductive track, the connection face of which comprises for this purpose an axially oriented housing in which the two conductors are housed, at least partially radially, before their welding on the track.
Grâce à une telle conception, les conducteurs adjacents sont maintenus latéralement par les bords parallèles en vis à vis du logement en forme d'encoche axiale qui les reçoit. Thanks to such a design, the adjacent conductors are held laterally by the parallel edges opposite the housing in the form of an axial notch which receives them.
On constate toutefois que, même après soudage, il subsiste un interstice entre les surfaces périphériques des fils adjacents et la partie centrale de la rainure. However, it can be seen that, even after welding, there remains a gap between the peripheral surfaces of the adjacent wires and the central part of the groove.
Cette discontinuité provoque des vibrations de l'outil de tournage qui est utilisé pour dresser les faces de frottement des pistes du collecteur en arasant les parties des conducteurs qui font saillie hors de l'encoche après l'opération de soudage. This discontinuity causes vibrations of the turning tool which is used to erect the friction faces of the tracks of the collector by leveling off the parts of the conductors which protrude out of the notch after the welding operation.
Ces vibrations provoquent une dégradation locale de l'état de surface des faces de frottement qui altère ultérieurement la qualité de portée des balais qui viennent frotter axialement sur ces surfaces. These vibrations cause local degradation of the surface condition of the friction faces which subsequently deteriorates the quality of bearing of the brushes which come to rub axially on these surfaces.
En effet, la surface de portée des balais est réduite, les parties saillantes en cuivre usent prématurément les balais et les bruits de fonctionnement du collecteur sont accrus. Indeed, the bearing surface of the brushes is reduced, the copper protruding parts wear out the brushes prematurely and the operating noise of the collector is increased.
Afin de remédier à ces inconvénients, I'invention propose un induit du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que chacun des deux conducteurs est reçu dans une rainure de forme générale cylindrique et d'orientation axiale dont la section transversale en arc de cercle est de dimensions complémentaires de celles du conducteur qu'elle reçoit. In order to remedy these drawbacks, the invention provides an armature of the type mentioned above, characterized in that each of the two conductors is received in a groove of generally cylindrical shape and of axial orientation whose cross section in an arc of a circle is dimensions complementary to those of the conductor it receives.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- la distance séparant les axes parallèles des deux rainures est inférieure à la somme des rayons des rainures, de manière que les rainures forment un logement dont le profil, en section transversale, est sensiblement en forme de ;
- chaque rainure est sensiblement semi-cylindrique
- les rainures débouchent axialement vers l'avant dans les faces transversales de frottement des pistes, les extrémités des fils sont soudées de manière à dépasser axialement vers l'avant au-delà de la face de frottement correspondante, et les extrémités des conducteurs sont arasées lors du dressage des faces de frottement des pistes du collecteur.
According to other features of the invention
- The distance separating the parallel axes of the two grooves is less than the sum of the radii of the grooves, so that the grooves form a housing whose profile, in cross section, is substantially in the form of;
- each groove is substantially semi-cylindrical
- the grooves open axially forwards into the transverse friction faces of the tracks, the ends of the wires are welded so as to protrude axially forwards beyond the corresponding friction face, and the ends of the conductors are leveled during the erection of the friction faces of the collector tracks.
L'invention propose aussi un démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce que l'induit du moteur électrique est réalisé conformément aux enseignements de l'invention. The invention also provides a motor vehicle starter, characterized in that the armature of the electric motor is produced in accordance with the teachings of the invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera au dessin annexé dans le quel
- La figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d'un induit de machine électrique tournante réalisé conformément aux enseignements de l'invention;
- la figure 2 est une vue de détail à plus grande échelle qui illustre les rainures en section transversale avec les conducteurs en place dans leurs rainures avant soudage.
Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the attached drawing in which
- Figure 1 is a partial schematic perspective view of an armature of a rotating electric machine produced in accordance with the teachings of the invention;
- Figure 2 is a detail view on a larger scale which illustrates the grooves in cross section with the conductors in place in their grooves before welding.
L'induit 10 d'une machine électrique tournante, telle qu'un démarreur, schématisé à la figure 1, comporte un rotor 12, illustré en silhouette, dont les encoches axiales 14 reçoivent des conducteurs dont une paire 16 est illustrée sur la figure 1. The armature 10 of a rotary electric machine, such as a starter, shown diagrammatically in FIG. 1, comprises a rotor 12, illustrated in silhouette, whose axial notches 14 receive conductors of which a pair 16 is illustrated in FIG. 1 .
Le rotor se prolonge axialement vers l'avant au-delà de l'une de ses faces axiales d'extrémité 18 par un arbre qui porte un collecteur 22. The rotor is extended axially forwards beyond one of its axial end faces 18 by a shaft which carries a manifold 22.
Le collecteur 22, se compose pour l'essentiel d'un corps 24 en matériau isolant, par exemple en matière plastique moulée, de forme générale cylindrique creuse à l'intérieur duquel est prévu un alésage pour permettre d'enfiler le collecteur 22 sur l'extrémité 20 de l'arbre de l'induit. The manifold 22, essentially consists of a body 24 made of insulating material, for example molded plastic, of generally hollow cylindrical shape inside which a bore is provided to allow the manifold 22 to be threaded onto the end 20 of the armature shaft.
Le corps isolant 24 du collecteur 22 reçoit une série de pistes conductrices 30 qui comportent chacune essentiellement une face de frottement 31 et une face de raccordement 33. The insulating body 24 of the collector 22 receives a series of conductive tracks 30 which each essentially have a friction face 31 and a connection face 33.
La face de frottement 31 s'étend dans un plan transversal, à l'avant du collecteur, et présente une forme de secteur angulaire. C'est contre cette face de frottement 31 que viennent s'appuyer les balais (non représentés), axialement vers l'arrière. The friction face 31 extends in a transverse plane, in front of the collector, and has the shape of an angular sector. It is against this friction face 31 that the brushes (not shown) come to bear, axially towards the rear.
La face de raccordement 33 de chaque piste conductrice 30 s'étend axialement vers l'arrière à la périphérie externe 28 du collecteur cylindrique 22. La face de raccordement 33, à laquelle sont reliées par soudage les extrémités 17 de deux conducteurs 16, comporte à cet effet un logement qui, conformément aux enseignements de l'invention, est constitué par deux rainures axiales semi-cylindriques 32. The connection face 33 of each conductive track 30 extends axially towards the rear at the external periphery 28 of the cylindrical collector 22. The connection face 33, to which the ends 17 of two conductors 16 are connected by welding, comprises at this effect a housing which, in accordance with the teachings of the invention, consists of two semi-cylindrical axial grooves 32.
Les dimensions, c'est-à-dire leur diamètre interne, de chacune des rainures 32 sont complémentaires de celles du fil de cuivre 16 qu'elle reçoit, c'est à dire complémentaire du diamètre externe de chaque fil cylindrique. The dimensions, that is to say their internal diameter, of each of the grooves 32 are complementary to those of the copper wire 16 which it receives, that is to say complementary to the external diameter of each cylindrical wire.
Chaque rainure 32 est sensiblement semi-cylindrique, c'est à dire que sa profondeur correspond sensiblement au rayon du conducteur avant soudage. Each groove 32 is substantially semi-cylindrical, that is to say that its depth corresponds substantially to the radius of the conductor before welding.
La distance séparant les axes parallèles des deux rainures 32 est inférieure à la somme de leurs rayons de sorte qu'il existe une interférence entre les deux rainures qui constituent ensemble un logement dont la section transversale est en forme de o, les deux alvéoles correspondant aux boucles ouvertes du o étant séparés par une nervure centrale 34 d'orientation axiale.  The distance separating the parallel axes of the two grooves 32 is less than the sum of their radii so that there is an interference between the two grooves which together constitute a housing whose cross section is in the shape of an o, the two cells corresponding to the open loops of the o being separated by a central rib 34 of axial orientation.
Les deux rainures 32 débouchent axialement vers l'avant dans la face de frottement 31 correspondante, au niveau de la périphérie externe de celle-ci. The two grooves 32 open axially forwards into the corresponding friction face 31, at the level of the external periphery thereof.
Après leur mise en place, par introduction selon la direction radiale, dans les rainures 32, les conducteurs 16 sont soudés sous pression radiale par une électrode. After their installation, by insertion in the radial direction, in the grooves 32, the conductors 16 are welded under radial pressure by an electrode.
A l'issue de l'opération de soudage les conducteurs 16 sont écrasés radialement dans les rainures, mais ils font encore légèrement saillie axialement vers l'avant par rapport aux faces de frottement 31 des pistes 30. At the end of the welding operation, the conductors 16 are flattened radially in the grooves, but they still project slightly axially towards the front with respect to the friction faces 31 of the tracks 30.
Les extrémités des conducteurs qui dépassent sont arasées lors du dressage de la face transversale avant du collecteur 22 de sorte que les extrémités des conducteurs sont alors parfaitement intégrées aux faces de frottement 31 des pistes 30 sur lesquels peuvent frotter les balais. The ends of the protruding conductors are leveled off when the front transverse face of the collector 22 is straightened so that the ends of the conductors are then perfectly integrated into the friction faces 31 of the tracks 30 on which the brushes can rub.
En effet, la forme et l'agencement des rainures 32 tels que définis par l'invention, et notamment la présence de la nervure centrale 34, permettent d'assurer une parfaite continuité de la matière sur toute la surface de la face de frottement 31, ce qui accroît la surface utile de frottement sans nuire à la durée de vie du collecteur 22 et des balais.  In fact, the shape and arrangement of the grooves 32 as defined by the invention, and in particular the presence of the central rib 34, make it possible to ensure perfect continuity of the material over the entire surface of the friction face 31 , which increases the useful friction surface without affecting the life of the collector 22 and the brushes.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. Induit de machine électrique tournante du type comportant un rotor (12) qui porte un enroulement dont les conducteurs (16) sont reliés à un collecteur frontal (22) sensiblement cylindrique porté par une extrémité avant (20) de l'arbre du rotor, du type dans lequel le collecteur frontal (22) comporte des pistes conductrices (30) comportant chacune une face transversale avant de frottement (31) en forme de secteur angulaire, et une face axiale de raccordement (33) qui s'étend à la périphérie (28) du collecteur (22) et sur laquelle sont raccordés deux conducteurs (16) dont des extrémités de raccordement (17) s'étendent axialement le long de la face de raccordement (33), et du type dans lequel il est prévu des moyens de maintient latéral en position des conducteurs (16) par rapport à la face de raccordement (33) correspondante, 1. Armature of a rotary electrical machine of the type comprising a rotor (12) which carries a winding whose conductors (16) are connected to a substantially cylindrical front collector (22) carried by a front end (20) of the rotor shaft , of the type in which the front collector (22) comprises conductive tracks (30) each comprising a transverse front friction face (31) in the form of an angular sector, and an axial connection face (33) which extends to the periphery (28) of the collector (22) and to which two conductors (16) are connected, whose connection ends (17) extend axially along the connection face (33), and of the type in which it is provided lateral holding means in position of the conductors (16) relative to the corresponding connection face (33),
caractérisé en ce que chacun des deux conducteurs (16) est reçu dans une rainure de forme générale cylindrique (32) et d'orientation axiale dont la section transversale en arc de cercle est de dimensions complémentaires de celles du conducteur (16) qu'elle reçoit. characterized in that each of the two conductors (16) is received in a generally cylindrical groove (32) and of axial orientation whose cross section in an arc is of dimensions complementary to those of the conductor (16) that it receives.
2. Induit de machine tournante selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la distance séparant les axes parallèles des deux rainures (32) est inférieure à la somme des rayons des rainures, de manière que les rainures (32) forment un logement dont le profil, en section transversale, est sensiblement en forme de .  2. Rotating machine armature according to the preceding claim, characterized in that the distance separating the parallel axes of the two grooves (32) is less than the sum of the radii of the grooves, so that the grooves (32) form a housing, the profile, in cross section, is substantially shaped.
3. Induit de machine tournante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque rainure (32) est sensiblement semi-cylindrique. 3. Rotating machine armature according to any one of the preceding claims, characterized in that each groove (32) is substantially semi-cylindrical.
4. Induit de machine tournante selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rainures (32) débouchent axialement vers l'avant dans les faces transversales de frottement (31) des pistes (30), en ce que les extrémités (17) des fils (16) sont soudées de manière à dépasser axialement vers l'avant audelà de la face de frottement correspondante, et en ce que les extrémités (17) des conducteurs (16) sont arasées lors du dressage des faces de frottement (31) des pistes (30) du collecteur (22). 4. Rotating machine armature according to any one of the preceding claims, characterized in that the grooves (32) open axially forwards in the transverse friction faces (31) of the tracks (30), in that the ends (17) wires (16) are welded so as to protrude axially forwards beyond the corresponding friction face, and in that the ends (17) of the conductors (16) are leveled off when the friction faces are straightened (31) tracks (30) of the collector (22).
5. Démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce que l'induit de son moteur électrique est réalisé conformément à l'une quelconque des revendications précédentes.  5. Motor vehicle starter, characterized in that the armature of its electric motor is produced according to any one of the preceding claims.
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