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'La ¯présente invention concerne des collecteurs pour machines dynamo-électriques à rotor bobiné.
Lorsqu'on adapte un collecteur à une telle machine, on commence par le faire glisser sur l'arbre de l'induit. Les conducteurs d'induit sont alors mis en contact avec des segments ou lames du collecteur et y sont fixés fréquemment par soudage .opéré par immersion. Dans ce dernier procède, l'axe du rotor auquel le collecteur est fixé est maintenu verticalement,avec le collecteur au point le plus bas. On fait descendre le rotor dans un bain de soudure en fusion jusquà ce que la surface de
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la -soudure atteigne les connexions et le soudage des concuateurs d'induit aux lames du collecteur est alors effectué. Dans ce cas, la totalité à peu près du collecteur est immergée dans la sou- dure en fusion.
L'imprégnation des conducteurs, d'induit à l'aide d'un vernis se fait au cours d'une phase ultérieure de l'opération, après quoi on polit le collecteur par- exemple par tournage au tour ou par meulage pour enlever l'excès de soudure formant des ponts de liaison électrique entre les lames. Enfin, suivant un procédé de construction des collecteurs, des traits de scie sont exécutés dans la-matière isolante entre-lames à l'endroit où sa:surface est à fleur de la surface des lames, et où, comme c'est . bien connu il est désirable que la surface externe de la matiè- re :isolante entre-lames soit pourvue de logements ou d'évidements ; par rapport aux lames de collecteur.
:. L'exécution de ces traits .de scie est une opération coûteuse et on a estimé pendant quelque temps qu'il serait avan- tageux d'effectuer les cavités entre les lames de collecteur pen- dant la fabrication des collecteurs.
Jusqu'ici, lorsque des collecteurs pourvus d'isolateurs! entre-lames à évidements sous-jacents étaient montés sur des ' rotors et soudés par immersion ou par d'autres moyens, on rencon- trait de sérieuses difficultés du fait que la soudure était re- cueillie dans les cavités en provoquant des courts-circuits.
L'enlèvement de cette soudure est incommode et fatigant et présen- te'' toujours le risque de laisser de faibles particules de soudure ou autre matière dans les cavités ou logements ce qui peut occa- sionner ultérieurement des perturbations électriques En outre, lorsque le rotor est imprégné de ve-rnis une partie de celui-ci est aussi sujette à être recueillie dans les cavités.
Il existe aussi des procédés de fabrication de colled- teurs où aucune matière isolante n'est laissée entre les lames..
Par exemple, les collecteurs peuvent être faits par un procédé
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où un tube ou disque métallique est ancré sur un noyau moulé par des oreilles ou leurs équivalents entendant à l'intérieur, le tube ou le disque étant ultérieurement divisé en segments ou lames par traits,de scie. Les traits de scie laissent des cavités' ou logements relativement profonds qui descendent jusqu'au noyau .moulé et dans lesquels la soudure, le vernis et la poussière sont susceptibles de pénétrer pendant les opérations exécutées lors du ,montage d'un tel collecteur sur l'arbre d'une machine dynamo éledtrique.
' Il est déjà connu des constructeurs de'moteurs électri- que$ d'adapter une coiffe protectrice au collecteur avent l'immer- sion dans la soudure, cette coiffe étant placée librement sur le ! .collecteur afin qu'on puisse l'enlever de celui-ci. Une telle coiffe libre n'empêche toutefois pas d'une manière certaine la !Pénétration de la soudure dans les logements entre les -Lames, et l'enlèvement de celle-ci est une opération difficile et incommo- de car la coiffe acquiert une température élevée pendant le sou- dage par immersion. La coiffe doit aussi être nettoyée avant d'être mise en magasin pour être réutilisée.
En outre, si le.6 constructeurs de moteurs fabriquent une grande gamme de moteurs, il est nécessaire qu'ils aient en magasin un certain nombre de -coiffes de différentes formes et dimensions pour s'adapter aux dit férentes formes et dimensions de collecteurs, il est aussi connu de disposer au-dessus du bain de soudure une coiffe dans laquera la colleur est introduit après avoir été monté sur l'arbre du moteur,
Dans ce cas la coiffe est disposée de façon qu'elle puisse être abaissée on même temps que l'induit dans le bain de soudure, ou bien le bain de soudure est aménagé de façon à pouvoir être soulevé de la quantite nécessaire pour effectuer le soudage par immersion. Les deux dispositions nécessitent l'emploi d'un mécanisme de levage et de descente re- lativement compliqué et, comme dans le procédé connu décrit pré, cédemment, il est désirable d'avoir des coiffes de différentes
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formes et dimensions pour répondre aux différentes formes et di- mensions de collecteurs. Le remplacement d'une telle coiffe par une autre est également une opération difficile et incommode.
La présente 'invention a pour. but de supprimer ces in- - convénients et dans ce but elle prévoit un ensemble comprenant , un collecteur où les isolateurs inter-lames sont conformés de façon à former des logements inter-lames entre les parties des clames .de collecteur constituant la surface de balai du collecteur, et un mince cache en matière protectrice adapté étroitement sur le collecteur de façon à recouvrir ces logements'inter-lames et les parties des lames adjacentes aux-cotés et aux extrémités de ses logements, mais à laisser découvertes des parties à une ;
.extrémité de ces lames pour la liaison par soudage à immersion :ou son équivalent aux fils de connexion de l'enroulement de la . ;machine dynamo électrique sur laquelle ce collecteur dont être monté.
L'expression "isolateurs inter-lames", sauf lorsque le contexte en décide autrement, doit. être interprété comme comprenant non seulement des éléments isolants inter-lames formés séparément mais aussi des parties de matière isolante entre des lames adjacentes qui sont venues d'une pièce avec le corps du 'Collecteur*'
L'invention est décrit ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : fig 1 est une vue en coupe longitudinale verticale d'un collecteur pourvu d'un cache. fig.2 est une vue en perspective du collecteur et du cache représentés sur la fig. 1.
Fig. 3 est une vue fragmentaire en perspecitve, montrant ce collecteur et ce cache montés sur l'arbre du rotor d'un moteur électrique..
Fig. 4 est une vue'semblable à la fige 2, montrant une variante, et,
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Fig. 5 est une coupe semblable à la fig 1 d'un col- lecteur pourvu d'un cache de forme différente.
Les mêmes chiffres de référence sont employés pour designer des pièces semblables sur toutes ces figures.
Ainsi qu'on le voit sur les dessins et particulièrement sur les figs. 1 et 2, le collecteur comprend une série de lames de contact 1 et d'isolateurs inter-lames 2 noyés dans un noyau de , résine synthétique moulé 3 porté par un manchon métallique
10, les isolateurs inter-lames 2 étant conformés de manière à ménager des logements inter-lames 4. Sur ce collecteur est ajusté étroitement une coiffe faite d'une mince feuille d'aluminium et indiquée d'une façon générale par le chiffre de référence 5. La . couronne 6 de la coiffe 5 présente une ouverture circulaire 7 : d'un diamètre légèrement supérieur à celui de l'alésage intérieur
8 du collecteur, tandis que le bord 9 de la coiffe se termine à une courte distance des talons 11 des lames de contact 1.
La coiffe masque ainsi complètement des logements inter-lames 4 et serre intimement les parties de la lame qu'elle contient.
Lorsque l'ensemble complet comprenant le collecteur et la coiffe a été appliqué sur l'arbre du rotor 12 d'un moteur électrique, les fils de connexion 13 des enroulements du rotor sont introduits dans des rainures 14 ménagées dans les talons
11. On incline alors le rotor dans une'position où l'axe de son arbre 12 est vertical et le collecteur situé au point le plus bas, après quoi on le plonge dans un bain (non représenté) de soudure en fusion à une profondeur telle que la surface de la soudure recouvre les talons de bornes. A la suite de cette opération, les extrémités des fils de connexion 13 situées dans les rainures 14 sont soudées aux' talons 11
Dans une opération subséquente, le rotor est traité par un vernis électriquement isolant de manière à imprégner les enroulements.
La'coiffe 5 etant faite d'une feuille d'aluminium n'est pas facilement humidifiée par la soudure et masque effecti-
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vement la surface de balai du collecteur pendant les opérations de soudage et de vernissage ci-dessus mentionnées, de telle sor que la soudure ni le vernis ne peuvent se loger dans les logement ou intervalles entré les lames*
On enlève ensuite le cache soit en l'archant soit en l'éliminant au tour.
Afin de pouvoir soumettre aux essais l'isolant éleatri- que entre les lames du' collecteur lorsque la coiffe 5 est en place on peut ..neutre celle-ci, ou la face extérieure du collecteur, ou les deux, dun revêtement de résine synthétique électriquement isolant. Tout revêtement appliqué au collecteur est évidemment enlevé le cas échéant après l'enlèvement de la coiffe 5.
La fig. 4 montre une variante où le collecteur est ; pourvu d'un bossage 15, mais est semblable à part ceci au collec- teur décrit avec référence aux figs 1 à 3. Dans ce cas, la coif- fe 5 est prolongée en 16 pour couvrir ce bossage.
Fig. 5 représente une variante où les logements ou in- tervalles 17 entre les lames ne s'étendent pas jusqu'à l'extré- mité du collecteur opposée à celle où se trouve les talons 11,
Dans ce cas la coiffe ou le cache consiste en une bande ou un feuillard 18 enroulé autour du collecteur et dont les extrémités -'se recouvrent'comme c'est indiqué en traits interrompus en 19 . Ce feuillard est fixé en place par des fils métalliques 21, 22 qui sont enroulés autour de lui en des endroits situés au-delà des logements 17 et qu'on fixe en bordant leurs extrémités comme c.'est indiqué en 23, 24.
Parmi les avantages que procurent les caches ci-dessus décrits on peut citer qu'ils assurent la protection des lames ou segments de cuivre contre le recuit-dans le bain de soudure.
Dans la forme d'exécution suivant les figs. 1 à 3, où la coiffe se prolonge sur ...la face avant du collecteur, toute matière isolante entre les lames et le manchon central du collecteur est protégé contre les effets de l'immersion dans la soudure, les détériora-
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tions mécaniques ou la poussière ju.squ'à ce que la coiffe soit enlevée sans la phase finale de la fabrication. Dans les collée- teurs exécutés avec un noyau de résine synthétique, la coiffe ainsi prolongée ..est particulièrement avantageuse en ce qu'elle ré. duit les effets de la température tels que la formation d'ampoule: sur la matière résineuse.
Bien que la feuille d'aluminium soit une matière parti- culièrement avantageuse pour la confection des caches ou coiffes pour les'raisons qui viennent d'être mentionnées, beaucoup d'au- tres matières peuvent la remplacer, comme par exemple les ma- tières fortement fibreuses qui peuvent, si on le désire, être 'imprégnées d'une résine synthétique. Lorsqu' on emploie des - matières non conductrices de ,l'électricité telles que celle-ci, : il :est évidemment inutile d'enduire la coiffe ou le collecteur . : pour pouvoir soumettre celui-ci aux essais au point de vue élec- , ';trique, avec la coiffe en place.
Bien que les formes d'exécution de l'invention décri- tes ci-dessus et représentées sur les dessins annexés utilisent toutes des collecteurs du type tambour, on comprendra que l'invention est également applicable à des collecteurs du type à disque, c'est-à-dire à des collecteurs où les segments ou la- mes sont agencés pour former un disque présentant sur une de ses faces une surface pour le parcours des balais.
En outre, l'invention est applicable à des collecteurs du type riveté aussi bien qu'à des collecteurs du type moulé.
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R, V. ND IC 1.T l ONS. --------------------------- . 1. Dispositif à collecteur, comprenant un collecteur où les isolateurs inter-lames sont conformés de façon à former des logements ou intervalles entre les parties des lames du collecteur constituant la surface de frottement des balais, et un mince cache en matière protectrice ajustée étroitement sur le collecteur de manière à couvrir ces logements inter-lames et les
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parties des lames adjacentes aux côtés et aux extremites de ces logements, mais à laisser découvertes des parties situées à.
une extrémité de ces lames en vue d'assurer la liaison, à l'aide de soudage par immersion ou d'un moyen analogue avec les fils ou conducteurs de connexion des enroulements de la machine dynamo électrique sur laquelle ce dispositif collecteur ' doit être monté.
2. Dispositif à collecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le cache est, fait d'une feuille d'alumi- nium.
3. Dispositif à collecteur suivant la revendication 1, caractérisé en'ce que le cache est fait en une matière très - fibreuse.
4. Dispositif à collecteur suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le cache a la forme d'une coiffe dont la partie constituant la couronne couvre les extrémités des lames du côté opposé- aux extrémités à raccorder aux fils ou conducteurs de connexion et présente une ouverture centrale circulaire d'un diamètre légèrement supérieur à celui de l'alé- sage intérieur du collecteur.
5 Dispositif à collecteur suivant la revendication 4, caractérisé ence que le collecteur est pourvu d'un bossage à son extrémité opposée aux extrémités à relier aux fils ou conducteurs. de connexion, et que la coiffe servant de cache présente un pro- longement couvrant la circonférence de ce bossage et une partie de sa surface d'extrémité entourant l'ouverture centrale.
6. -Dispositif à collecteur suivant les revendications
1 à 3, caractérisé en ce que les extrémités des logements inter- lames sont toutes deux espacées dès-extrémités correspondantes du collecteur et que le cache consiste en une bande ou un feuil- lard enroulé autour du collecteur et fixé à celui-ci et dont les extrémités se recouvrent l'une l'autre.
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7. Dispositif à collecteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la bande ou le feuillard est fixé au collec- teur par des éléments de liaison embrassant les parties marginales de la bande ou du feuillard en des endroits situés respectivement' sur chaque cote de la surface soumise au frottement des balais.
8. Dispositif à collecteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'un revêtement en un vernis électriquement . isolant est appliqué entre les surfaces extérieures du collecteur jet les surfaces intérieures du cache, de telle sorte que l'isolant électrique entre les lames du collecteur peut être soumis aux essais pendant ,que le cache se trouve en place sur le collecteur.
9. Dispositif à collecteur, en substance comme décrit 'avec référence aux figs. 1 à 3 des dessins annexés.
10. Dispositif à collecteur, en substance comme décrit !avec référence à la fig. 4 des dessins annexés.
11 Dispositif à collecteur, en substance comme décrit avec référence à ia fig. 5 des deasins annexés
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The present invention relates to collectors for dynamo-electric machines with wound rotor.
When we adapt a manifold to such a machine, we start by sliding it on the armature shaft. The armature conductors are then brought into contact with segments or blades of the collector and are frequently fixed thereto by immersion welding. In the latter proceeds, the rotor axis to which the manifold is attached is held vertically, with the manifold at the lowest point. The rotor is lowered into a bath of molten solder until the surface of
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the -soldering reaches the connections and the welding of the armature concuateurs to the blades of the collector is then carried out. In this case, substantially all of the collector is immersed in the molten solder.
The impregnation of the conductors, of the armature with the aid of a varnish is carried out during a later phase of the operation, after which the collector is polished, for example by turning or by grinding to remove the excess solder forming electrical bridges between the blades. Finally, following a method of constructing the collectors, saw cuts are made in the insulating material between the blades where its surface is flush with the surface of the blades, and where, as it is. It is well known that it is desirable for the outer surface of the inter-leaf insulating material to be provided with housings or recesses; compared to the collector blades.
:. Making such kerfs is an expensive operation and it was believed for some time that it would be advantageous to make the cavities between the manifold blades during manifold manufacture.
So far, when collectors with insulators! between blades with underlying recesses were mounted on rotors and welded by immersion or other means, serious difficulties were encountered as the weld was collected in the cavities causing short circuits. .
The removal of this weld is inconvenient and tiring and always presents '' the risk of leaving small particles of solder or other material in the cavities or housings which may subsequently cause electrical disturbances. In addition, when the rotor is impregnated with ve-rnis a part of it is also prone to be collected in the cavities.
There are also methods of manufacturing collets where no insulating material is left between the slats.
For example, collectors can be made by a process
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wherein a metal tube or disc is anchored to a molded core by ears or their hearing equivalents therein, the tube or disc being subsequently divided into segments or blades by saw cuts. The saw cuts leave relatively deep cavities or housings which descend to the molded core and into which solder, varnish and dust are liable to penetrate during the operations carried out during the mounting of such a manifold on the. shaft of an electric dynamo machine.
It is already known to manufacturers of electric motors to adapt a protective cap to the manifold before immersion in the weld, this cap being placed freely on the! .collector so that it can be removed from it. Such a free cap, however, does not prevent with certainty the penetration of the solder into the housings between the blades, and the removal of the latter is a difficult and inconvenient operation because the cap acquires a temperature. high during immersion welding. The coping should also be cleaned before being placed in the store for reuse.
In addition, if the 6 engine manufacturers manufacture a large range of engines, it is necessary that they have in store a certain number of caps of different shapes and sizes to adapt to said different shapes and sizes of manifolds, it is also known to have a cap above the solder bath in which the glue is introduced after having been mounted on the motor shaft,
In this case the cap is arranged so that it can be lowered at the same time as the armature in the weld bath, or the weld bath is arranged so that it can be lifted by the amount necessary to perform the welding. by immersion. Both arrangements require the use of a relatively complicated lifting and lowering mechanism and, as in the known method previously described, it is desirable to have caps of different sizes.
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shapes and sizes to meet the different shapes and sizes of manifolds. The replacement of such a cap by another is also a difficult and inconvenient operation.
The present invention has for. aim to eliminate these drawbacks and for this purpose it provides an assembly comprising a collector where the inter-leaf insulators are shaped so as to form inter-leaf housings between the parts of the collector clamps constituting the brush surface. of the collector, and a thin protective material cover fitted tightly to the collector so as to cover these inter-leaf housing and the parts of the blades adjacent to the sides and to the ends of its housings, but to leave parts of one uncovered;
.extreme of these blades for the connection by immersion welding: or its equivalent to the connection wires of the winding of the. ; electric dynamo machine on which this collector must be mounted.
The term "inter-leaf insulators", except where the context requires otherwise, shall. be interpreted as comprising not only separately formed inter-blade insulating elements but also parts of insulating material between adjacent blades which have come integrally with the body of the 'Collector *'
The invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a view in vertical longitudinal section of a manifold provided with a cover. fig.2 is a perspective view of the manifold and the cover shown in fig. 1.
Fig. 3 is a fragmentary perspective view, showing this collector and this cover mounted on the rotor shaft of an electric motor.
Fig. 4 is a view similar to fig 2, showing a variant, and,
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Fig. 5 is a section similar to FIG. 1 of a collector provided with a cover of different shape.
The same reference numbers are used to designate similar parts in all of these figures.
As can be seen in the drawings and particularly in figs. 1 and 2, the collector comprises a series of contact blades 1 and inter-blade insulators 2 embedded in a core of molded synthetic resin 3 carried by a metal sleeve
10, the inter-leaf insulators 2 being shaped so as to provide inter-leaf housings 4. On this collector is closely fitted a cap made of a thin aluminum foil and generally indicated by the reference numeral. 5. The. crown 6 of the cover 5 has a circular opening 7: with a diameter slightly greater than that of the internal bore
8 of the manifold, while the edge 9 of the cover ends at a short distance from the heels 11 of the contact blades 1.
The cap thus completely masks the inter-blade housings 4 and tightly tightens the parts of the blade that it contains.
When the complete assembly comprising the manifold and the cap has been applied to the rotor shaft 12 of an electric motor, the connection wires 13 of the rotor windings are introduced into grooves 14 formed in the heels.
11. The rotor is then tilted to a position where the axis of its shaft 12 is vertical and the collector located at the lowest point, after which it is immersed in a bath (not shown) of molten solder to a depth. such that the solder surface covers the terminal stubs. Following this operation, the ends of the connecting wires 13 located in the grooves 14 are welded to the heels 11
In a subsequent operation, the rotor is treated with an electrically insulating varnish so as to impregnate the windings.
The headdress 5 being made of aluminum foil is not easily moistened by the solder and mask effectively.
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the brush surface of the commutator during the welding and varnishing operations mentioned above, in such a way that the weld or the varnish cannot get lodged in the slots or gaps between the blades *
The cache is then removed either by arching it or by eliminating it in turn.
In order to be able to test the electrical insulation between the manifold blades when the cover 5 is in place, it, or the outer face of the manifold, or both, can be neutralized with a synthetic resin coating. electrically insulating. Any coating applied to the manifold is obviously removed if necessary after removal of the cap 5.
Fig. 4 shows a variant where the collector is; provided with a boss 15, but is otherwise similar to the manifold described with reference to Figs 1 to 3. In this case, the cap 5 is extended at 16 to cover this boss.
Fig. 5 shows a variant where the housings or spaces 17 between the blades do not extend to the end of the collector opposite to that where the heels 11 are located,
In this case, the cap or the cover consists of a strip or a strip 18 wound around the collector and the ends of which overlap as indicated in broken lines at 19. This strip is fixed in place by metal wires 21, 22 which are wound around it in places located beyond the housings 17 and which are fixed by bordering their ends as indicated at 23, 24.
Among the advantages afforded by the covers described above, it may be mentioned that they provide protection for the plates or copper segments against annealing in the solder bath.
In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, where the cover extends over ... the front face of the manifold, any insulating material between the blades and the central sleeve of the manifold is protected against the effects of immersion in the weld, damaging them.
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mechanical damage or dust until the coping is removed without the final stage of manufacture. In the glues made with a synthetic resin core, the cap thus extended is particularly advantageous in that it is particularly advantageous. reduces temperature effects such as blistering: on resinous material.
Although aluminum foil is a particularly advantageous material for making covers or caps for the reasons just mentioned, many other materials can replace it, such as for example highly fibrous which can, if desired, be impregnated with a synthetic resin. When using non-electrically conductive materials such as this, it is obviously unnecessary to coat the cap or the manifold. : to be able to submit it to the tests from an electrical point of view, with the cap in place.
Although the embodiments of the invention described above and shown in the accompanying drawings all use drum-type collectors, it will be understood that the invention is also applicable to disc-type collectors. that is to say to collectors where the segments or blades are arranged to form a disc having on one of its faces a surface for the path of the brushes.
Further, the invention is applicable to collectors of the riveted type as well as to collectors of the molded type.
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R, V. ND IC 1.T l ONS. ---------------------------. 1. Collector device, comprising a collector where the inter-blade insulators are shaped so as to form housings or gaps between the parts of the blades of the collector constituting the friction surface of the brushes, and a thin cover of protective material fitted tightly to the collector so as to cover these inter-blade housings and the
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parts of the blades adjacent to the sides and ends of these housings, but to be left uncovered of the parts located at.
one end of these blades in order to ensure the connection, by means of immersion welding or a similar means with the connection wires or conductors of the windings of the dynamo electric machine on which this collector device is to be mounted .
2. Collector device according to claim 1, characterized in that the cover is made of an aluminum foil.
3. Collector device according to claim 1, characterized in that the cover is made of a very fibrous material.
4. Collector device according to claims 1 to 3, characterized in that the cover has the form of a cap, the part constituting the crown covers the ends of the blades on the opposite side to the ends to be connected to the connection wires or conductors. and has a circular central opening of a diameter slightly greater than that of the interior bore of the manifold.
5 Collector device according to claim 4, characterized in that the collector is provided with a boss at its end opposite the ends to be connected to the son or conductors. connection, and that the cap serving as a cover has an extension covering the circumference of this boss and part of its end surface surrounding the central opening.
6. -Dispositif collector according to claims
1 to 3, characterized in that the ends of the inter-blade housings are both spaced from the corresponding ends of the collector and that the cover consists of a strip or a strip wound around the collector and fixed to the latter and of which the ends overlap each other.
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7. Device with a manifold according to claim 6, characterized in that the strip or the strip is fixed to the manifold by connecting elements embracing the marginal parts of the strip or of the strip at locations located respectively on each side of the strip. the surface subjected to the friction of the brushes.
8. Collector device according to claim 2, characterized in that a coating of an electrically varnish. Insulation is applied between the outer surfaces of the manifold to the inner surfaces of the cover, so that the electrical insulation between the manifold blades can be tested while the cover is in place on the manifold.
9. Collector device, substantially as described with reference to figs. 1 to 3 of the accompanying drawings.
10. Collector device, substantially as described with reference to fig. 4 of the accompanying drawings.
11 Collector device, substantially as described with reference to fig. 5 of the annexed deasins