Brevet FR2010355A1 — publié le 19700213

La présente invention concerne des agrafes pour "balais électriques et plus particulièrement une agrafe perfectionnée de tenue d'un balai collecteur. Une agrafe à balai est une pièce que l'on fixe à un ba-5 lai électrique du type normalement utilisé dans certains appareils électriques tels que des moteurs ou des générateurs. Son but est d'empêcher l'usure sur le de'ssus du balai en logeant le doigt élastique ou le marteau. Pour cette raison une telle agrafe est fréquemment appelée "agrafe à marteau" ou "agrafe à doigt 10 élastique". Des agrafes très variées sont couramment utilisées dans ce domaine. On utilise en outre plusieurs modèles de dispositifs pour fixer l'agrafe au balai.- Une construction représentative de l'agrafe et de son dispositif de jonction est décrite dans la 15 "Publication n° CB1-1961" publiée en Octobre 1961 par National Electric Manufacturers Association, cette agrafe étant appelée "agrafe A". Un tel ensemble comprend d'une façon générale une lame d'acier recourbée de manière à reposer sur le sommet du balai et accouplée à la paroi latérale du balai par un ou plusieurs 20 rivets. Un tel ensemble englobe en général une rondelle métallique qu1on interpose entre la tête du rivet et le balai. Lors de la fabrication de tels ensembles d'agrafes, on se heurte fréquemment à plusieurs problèmes. La formation par roulement des têtes sur les rivets de manière à obtenir une fixa-25 " tion sûre est une tâche délicate même pour un ouvrier qualifié. De plus, une rupture du balai en carbone ou en graphité se' produit parfois dans la zone de la jonction par le rivet car le balai est affaibli par les manipulations indispensables pour forcer 1'ensemble. '30 Dans le-brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3'355 61-1, ces problèmes sont résolus et ce brevet décrit un ensemble balai-agrafe qui n'exige ni rivet, ni aucun autre élément de fixation pour assujettir les composants les uns aux autres. Cet ensemble comprend une agrafe non-métallique qui est fixée par enclenche-35 ment au balai dans une gorge pratiquée à cet effet dans la paroi latérale du balai. D'autres types d'agrafes et d'ensembles agrafe-balai sont décrits dans d'autres brevets des Etats Unis d'Amérique. Par exemple dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n° 1 490 307, on pré- OfliGItou/ 69 18596 2 2010355 voit une agrafe métallique sensible me:it en forme d'un U que l'on installe'dans des encoches en dépouille ménagée3 dans les parois du balai et dont" le maintien en place est assuré par la tension du ressort sur l'agrafe elle-même . Le ' brevet des Etats Unis d'A-5 mérique n° 3 017 529 décrit une agrafe ou calotte d'une construction stratifiés, sa couche inférieure étant en néoprène ou en un autre mélange de caoutchouc alors que la couche supérieure est en un matériau convenable qui-empêche la cassure de l'agrafe en fonctionîiemènt. On fixe l'agrafe au "sommet du balai en 1'installe) " lant dans une fente inclinée en queue d'aronde qui est ménagée dans la surface supérieure du balai. Alors que les constructions décrites constituent des tentatives relativement efficaces pour résoudre les problèmes anciens propres aux assemblages de ce genre, il n'en reste pas moins que 15 l'industrie recherche toujours une agrafe perfectionnée et/ou un ensemble amélioré dont 1-ss-conditions de fonctionnement -seraient ■optimales. La présente invention permet de foarnir une agrafe d'un ■type nouveau pour utilisation dans un tel ensemble, la - construction de cette agrafe _étant étudiée de'manière à assurer une fiâation 20 facile et permanente au balai. ' - "L'agrafe selon 1 'invention comprend deux- éléments fixés ensemble, l'un de ces éléments présentant un segment protubérant qui s'étend depuis une partie de cet élément. -Le segment-protubérant est étudié de manière à occuper une position d'affleure-25 ment et pratiquement de parallélisme avec l'élément dont il fait partie en réponse à une pression appliquée pendant la mise en place' du -balai, et ce segment protubérant revient à sa position ror-- maie de'dépassement quand la pression cesse d'être appliquée 0 Gomme "déjà exposé, le segment protubérant est construit, selon la 30 forme de•réalisation préférée de l'invention, en un matériau élastique qui fléchit sono l'effet de -Ta' pression appliquée pendant 1 ' assemblagè mais qui revient élastique ment à ?a" position initiale dès que la pression est interrompue. On développe cette pression quand on enfonce l'agrafe dans une gorge prévue à cet effet 35 dans le balai et cette pression disparaît une fois que le segment atteint un évjdement pratiqué dans la paroi de la gorsre et ryénè-dans cet évideirent-. D'autres carastérietique s et avantages re&sortjront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et BAD ORIGINAL' 69 18596 3 20 T 0355 donnant à titre d'exemple préférentiel indicatif, mais nullement limitatif, une forme ie réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en perspective d'un ensemble de et d'agrafe "balai/ suivait 1 ' invention. 5 La figuré 2 représente xm balai avant la mise en place de l'agrafe de la figu-e 1. La figure 3 est une vue de côté, avec coupe partielle, d'un balai à pastille fendue placé soua l'agrafe. La figure 4 est une vue en élévation de face de l'agrafe#" 10 La figure 5 est une vue en coupe suivant 5-5 de la figure 4» La figure 6 est une vue d'une variante et La, figure 7 est une vue partielle à plus grande échelle de la section entoirrée par le cercle 7 sur la figure 3. 15 Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, l'ensemble balai-agrafe est désigné par la référence 10. L'ensemble 10 comprend une agrafe 12 et un balai 14. L'agrafe 12 comprend un premier élément 16 ayant un segment protubérant 18 et un second élément 20 sensiblement perpendiculaire au premier élément 20 16. L'élément "i6 est logé dans une gorge. 22 ménagée dans la paroi du balai alors que l'élément 20 dépasse sur le sommet du balai et fournit ainsi une surface de glissement pour- un doigt élastique (non représenté ), Sur la figure 2r la gorge 22 ménagée dans le balai 14 ap-25 "paraît plus clairement. Comme représenté, un éviaement 24 est prévu à peu près au centre de la. gorge pour recevoir le segment 18 de l'attache. Cette gorge est étudiée de manière à retenir l'agrafe et par conséquent elle a été représentée comme une queue d'aronde, ses dimensions étant de préférence calculées de maniè-30 re à assurer ur ajustage relativement serré de l'agrafe. Avec cette construction, la pression exercée par la paroi de la gorge au cours de l'assemblage contre le segment protubérant oblige ce segment à s'escamoter à une position d'affleurement avec la surface de l'agrafe à laquelle ce segment est fixé, pendant que l'a-35 grafe est enfoncée dans la gorge. Alors que l'agrafe coulisse en regard de l'évidement 24, le segment protubérant pénètre dans cet évidement par déclic. Après cela, l'agrafe est bloquée en permanence dans sa position. Cet aspect de l'invention apparaît clairement sur les figures 3 et 7. Un petit jeu entre le sommet du gAD QRtGlNAL. 69 18596 4 2010355 segment protubérant et le dessus de l'évidement peut être toléré pour permettre un léger mouvement vertical de llagrafe pendant le fonctionnement de l'ensemble. On peut facilement développer un effet d'amortissement supplémentaire pour permettre à l'ensemble 5 d'-absorber les vibrations et pour cela il suffit d'interposer un tampon 26 entre l'attache 20 et le "balai, comme représenté. Ce tampon peut être construit en un matériau élastique quelconque possédant des caractéristiques thermiques appropriées, par exemple en caoutchouc, en néoprène ou en nylon» la figure 3 indique 10 également que plusieurs balais (voir par exemple le balai 28) peuvent être placés sous l'agrafe quand cela est nécessaire. La figure 4 représente l'agrafe 20 en élévation de face a-lors que la figure 5 montre la même agrafe en c :-upe transversale. L'élément 20 fait avec l'élément" 16 un single inclus A d'environ 15 45°, 75° ou 90°. On peut modifier cet angle pour se conformer au profil du sommet du balai ou encore on peut le modifier selon la forme exacte de l'agrafe utilisée. Les éléments de l'agrafe sont normalement construits d'un seul tenant pendant la fabrication de cette agrafe. Cependant, au lieu de cette fabrication unitai-20 re, on pourrait envisager un accouplement mécanique robuste d'un type quelconque entre les éléments, à la condition que cet accouplement résiste aux forces de vibration qui se développent pendant le fonctionnement de l'ensemble, un tel accouplement étant parfaitement approprié pour les fins envisagées» 25 Suivant la forme de réalisation préférée le segment protubé rant doit être composé d'une matière suffisamment élastique pour lui permettre de fléchir sensiblement sur la totalité de sa distance de dépassement et de revenir élastiquement à sa position initiale. Cette distance de dépassement est indiquée par la lettre 30 d sur la figure 5 et elle varie selon le format de l'agrafe utilisée. Normalement, le degré d'allongement d est de l'ordre de 1 mm environ. Parmi les matières qui possèdent l'élasticité suffisante, on mentionnera le polypropylène, le nylon, les matières plastiques en général, les fibres de verre, le "Téflon" (marque 35 déposée de du Pont de Nemours, matière plastique composée d'un polymère de tétrafluoréthylène ), le "Iîylafil" (marque déposée de Fiberfil Corp., combinaison de nylon et de fibres de verre) des fibres moulées, les caoutchoucs durs ou des métaux. Parmi les mébad original 69 18596 5 2010355 taux appropriés, on mentionnera l'acier, les alliageh d'acier, les alliages d'aluminium et d'autres métaux de faible ductilité. On préfère que l'agrafe toute entière soit fabriquée ên matériaux parmi ceux qui ont été indiqués ou en matières équivalentes, de 5 sorte que l'agrafe peut être-formée en une seule opération de moulage ou d'estampage. Comme le montre la figure 5, le segment 18 suivant la forme de réalisation la plus avantageuse est solidaire de l'agrafe. Bien entendu, n'importé quel moyen de fixation (par exemple une liaison par fusion) est suffisant à la 10 condition de maintenir les propriétés de "retoLtr élastique" du segment et aussi à condition que le segment soit suffisamment robuste pour permettre la fixation à demeure de l'agrafe au. balai. Bien que l'angle suivant lèquel le segment protubérant effectue son dépassement par rapport à l'agrafe dont il fait par-15 tie ne soit pas en général caractéristique, on a constaté- qu'on obtient un ensemble qui résiste mieux aux chocs si l'angle formé par le segment avec l'axe longitudinal de l'agrafe est d'environ 5°, cet angle étant indiqué par la lettre- "B" sur la figure 5« ■ -20 La figure 6 représente une autre ferme de réalisation de l'agrafe. Cette agrafe est formée en U et présente des éléments 30, 32, 34 qui sont fabriqués d'un seul tenant, lé segment protubérant 36 est solidaire de l'élément 30 alors que le segment 38 est solidarisé de façon analogue avec l'élément 34. On peut pla-25" cer plusieurs balais entre" les éléments 30 et 34, de manière que les segments 36 et 38 s'ajustent dans les évid'ements formés dans les balais situés à l'extérieur, pendant l'assemblage. L'exemple suivant décrit une agrafe et un ensemble balai-agrafe qui sont typiques de l'invention. 30 EXEMPLE On moule une agrafe sensiblement analogue à "celle de la figure 5, entièrement en "ïiylafil" d'une 'seule pièce ayant les dimensions suivantes : premier élément en quetie d'aronde ,(élément 16 sur la figure 5) : épaisseur 2,3 mm, largeur 9,5 mm et hauteur 35 15,9 mm, les mesures étant effectuées à la surface inférieure eu second élément à la jonction entre les cléments. Un segment protubérant s'étend sur une distance d qui est de 0,8 mm et présente une épaisseur de 1,05 mm et une largeur de 3,2 mm. Le sommet du segment est installé à une distance de 5,8 mm de la surface in— BAÛ ORIGINAL 69 18596 6 2.010355 férieure précitée du second élément et ce segment est pratiquement centré par rapport -à la -.largeur du premier élément. Le second élément ou élément supérieur fait un angle de -75° avec le premier é-lément et dépasse d'une distance de. 12,3 mm. .L'épaisseur de cet -5- élément est de 1,5 -mm et sa largeur est de 9,5 mm. - On plac-e l'agrafe dans une gorge en. queue d'aronde ayant 9,5 mm de largeur, 15,9 mm de longueur et 2,9 mm de profondeur. ■ La. pression e.xercée sur le segment protubérant par la paroi de la gorge, quand on presse l'agrafe dans cette gorge, oblige le seg— 10 ment à rechercher une position d'affleurement avec la surface du premier élément. On usine un..-évidement dans cette gorge et le sommet de cex évidement se trouve à une distance de 5,S mm du sommet du balai. . On soumet un certain nombre de -tels ensembles balai-agrafe 15 à. des essais de vibration et chaque- ensemble-supporte au moins 15 millions de vibrations sans ébranlements On fait varier la température des agrafes pendant l'essai pour simuler-les conditions réelles de servie e, Aucun des ensembles'ne cède; en fonctionnement. On conçoit que.de nombreuses variantes de l'invention sont 20 ■possibles. Par exemple le segment protubérant peut être fixé à .'l'élément correspondant de l'agrafe par une fixation du type à charnière, par exemple par une broche de charnière, la tension élastique pouvant alors être réalisée par un dispositif tel qu'un ressort à boudin, un re'ssort à lame, un-tampon- d'amortissement, 25 qu' cn installe derrière le segment. Ce type de construction est moins avantageux .que celui de la forme de réalisation préférée précédemment .décrite car sa fabrication est plus coûteuse. Parmi les.autres modifications possibles, sans sortir du cadre de l'invention,. on citera des formes différentes d'agrafes, et notamment : 30 une agrafe en T, des éléments "d'agrafe stratifiés avec dès matériaux appropriés, surtout en ce qui concerne 1 ' élément--supérieur, - des gorges dans le balai qui s,ont entièrement fermées sur tous les côtés de manière "qu 'une fente, soit ménagée dans: le sommet du balai et descende . jus qu'au milieu de celui-ci, une gorge en T et de 35 nombreuses autres modifications. Il va de~soi que la présente invention a été décrite et représentée" à titre d'exemple préférentiel explicatif, mais nullement limitatifj et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. bad original 69 18596 7 2010355 HBVBHJIgATIOBS 1. Agrafe pour utilisation dans un ensemble de balai électrique, comprenant un premier et un second éléments fixés ensemble, caractérisée en ce qu'un segment protubérant est fixé au 5 premier élément, ce segment étant construit en une matière élastique de manière à s'enfoncer à une position sensiblement à fleur de la surface du premier élément quand on applique de la pression au segment et à revenir à sa position initiale une fois que la pression est supprimée. -1-0 2. Agrafe selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits éléments font un angle d'environ 45 à 90° l'un avec l'autre . 3. Agrafe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le segment protubérant est construit en un matériau choisi dans le 15 groupe comprenant le nylon, le "Uylafil", une matière plastique,, une fibre de verre et des métaux flexibles„ 4. Agrafe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la distance de dépassement du segment est d'environ 1 mm. 5. Agrafe selon la revendication 1, caractérisée en ce 20 qu'un troisième élément est fixé au second élément à peu près parallèlement au premier élément si bien que l'agrafe est profilée —sensiblement en U. 6. Agrafe selon la revendication 3, caractérisée en ce que le segment et lesdits éléments sont construits d'un seul tenant 25■ et sont composés de la même matière. 7» Agrafe pour utilisation dans un ensemble de balai électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier élément, cet élément comprenant un segment protubérant s'étendant à partir de l'élément et des moyens pour obliger élastiquement le segment 30 protubérant à venir dans une position d'affleurement pratique avec la surface du premier élément quand une pression est appliquée au segment et pour enlever le segment de cette position quand la pression eà supprimée et un second élément fixé au premier élément, ces éléments faisant un angle d'environ 45 à 90° l'un avec 35 l'autre. 8. Ensemble d'un balai et d'une agrafe, qui comprend : une agrafe formée d'au moins deux éléments, ces éléments étant fixés ensemble et faisant entre eux un angle d'environ 45 à 90°, caractérisé en ce qu'un de ces éléments présente un segment protubé— bad original 69 18596 8 2010355 rant et comporte des moyens pour obliger élastiquement le segment protubérant à venir dans une position d'affleurement pratique avec la surface dudit élément quand une pression est appliquée au segment et pour libérer le segment quand la pression est supprimée 5 et un balai en une matière au carbone, ce balai présentant une gorge dans une paroi latérale et présentant un évidement- dans cette paroi latérale en dedans de ladite gorge, le segment protubérant de l'agrafe étant logé dans cette gorge de manière à dépasser dans 1'évidement et il assujettit solidement llagrafe au ba— 10 lai. 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que- ladite agrafe et ladite gorge sont en queue d'aronde. 10. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de l'agrafe et le segment protubérant sont d'un 15 seul tenant et sont formés d'une matière choisie dans le groupe comprenant le nylon, le "Nylafil", une matière plastique, une fibre de verre et des métaux flexibles, 11. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un tampon élastique est placé au sommet du balai et au-dessous ?0 de l'élément de l'agrafe afin de stabiliser l'ensemble contre les vibrations eh fonctionnement. SAD ORIGINAL