Brevet FR2315790A1 — publié le 19770121

On sait que les moteurs électriques de petite puissance destinés la commande des servitudes d'un véhicule automobile sont, en général, des moteurs électriques a courant continu à collecteur comportant au moins deux balais coopérant avec ledit collecteur, lesdits balais étant disposés à l'intérieur de guides portés par une plaque porte-balais solidaire du stator du moteur. Les balais sont, en général, constitués de charbons parallélé pipédigues soumis en permanence à l'action d'un ressort qui les appuie sur le collecteur, ces charbons coulissant en translation à l'intérieur de guides de balai réalisés en tôle métallique pliée etZou emboutie, ces guides de balai sont rivés ou agrafés sur la plaque porte-balais. Dans ce mode de réalisation, le pliage ou ltemboutissage de la tôle constitutive du guide de balai empêche tout dimensionnement intérieur précis du logement défini par le guide de balai; étant donné que, dans tous les cas, le charbon doit pouvoir coulisser, au fur et à mesure de son usure, à l'intérieur du guide porte-balais qui lui correspond, il est nécessaire de surdimensionner intérieurement les logements définis par les guides de oalai de façon que, compte tenu des tolérances de fabrication, le logement, où est disposé le charbon, soit suffisamment grand pour permettre un libre coulissement du charbon à l'intérieur du guide de balai.Il an résulte que, pratiquement, il existe très souvent, entre le guide de balai et le charbon qui y est disposé, un jeu supérieur au jeu qui serait strictement nécessaire au bon coulissement du balai dans son guide. L'existence de ce jeu ex sédentaire a un inconvénient important an ce qui concerne le niveau de bruit du moteur en cours de fonctionnement : en effet, le charbon peut vibrer à l'intérieur de son guide de balai ce qui entrasse un fonctionneraent bruyant du moteur.On sait qua, pour réduire le niveau de bruit, il est souhaitable de limiter le jeu du charbon dans son guide de balai mais cela implique, dans l'état connu de la technique, de changer le mode de fabrication utilisé pour réaliser le guide de balai, afin de réduire les tolérances habituelles, ce qui entrasse une augmentation importante du prix de revient des guides de balai. La présente invention a pour but de décrire un guide de balai perfectionné permettant de réduire le jeu existant entre ledit guide et le charbon, qui est associé, sans pour autant augmenter de façon sensible le prix de revient du guide de balai. Dans la réalisation selon l'invention, le guide de balai est fabriqué avec les tolérances habituelles mais on prévoit une languette que l'on peut positionner de façon précise afin de délimiter, pour le charbon, un logement à l'intérieur duquel ledit charbon peut coulisser de façon satisfaisante sans vibrer de façon-inopportune. En utilisant le mode de réalisation selon l'invention, on obtient un moteur électrique dont le fonctionnement est moins bruyant que celui des moteurs correspondants de l'état de la technique. La présente invention a donc pour objet le produit industriel nouveau que constitue un guide de balai destiné à assurer le coulissement d'un charbon de machine électrique tournante à collecteur, et en particulier de moteur électrique de petite puissance, ledit guide de balai étant solidaire du stator de la machine, caractérisé par le fait que le guide de balai comporte au moins une saillie dirigée vers l'intérieur du logement du charbon. Dans une première variante de réalisation, la saillie est réalisée à partir de la matière -constitutive du guidedebalai; dans une autre variante, la saillie est une pièce rapportée solidarisée du guide de balai. Dans le cas de la première variante, la saillie peut avantageusement être constituée par une languette découpée dans la paroi du guide de balai. Dans un mode préféré de réalisation, le logement délimité par le guide de balai a sensiblement la forme d'un prisme droit, qui comporte deux faces dont les plans moyens sont sensiblement parallèles à l'axe du collecteur avec lequel coopère le charbon, qui coulisse dans le guide de balai en cause, la saillie constituant un relief sur l'une de ces deux faces ; le guide deba eut être constitué d'une tôle métallique pliée et/ou emboutie ; le guide de balai peut également être constitué en matière thermoplastique ; dans ce dernier cas, si la saillie est une languette, ladite languette peut avantageusement être obtenue par déformation locale à chaud de la matière thermoplastique constitutive du guide de balai. Dans le cas où la saillie est réalisée sous la forme d'une languette, on préfère que la languette soit cintrée dans le sens de sa longueur, la convexité du cintrage étant dirigée vers l'intérieur du logement défini par le guide de balai ; la languette peut aussi avantageusement être cintrée dans le sens de sa largeur, la convexité du cintrage étant dirigée vers l'intérieur du logement défini par le guide de balai. La saillie est de préférence, dis- posée sur la face du guide de balai, qui est placée en amont du charbon, compte tenu du sens de rotation du collecteur auquel est associé le guide de balai. Selon une autre caractéristique préférentielle, le guide de balai est constitué d'une tôle pliée en forme de U formant trois côtés du logement du charbon et d'une tôle pliée en forme de L formant le quatrième côté et le fond du logement du charbon, l'en- semble étant fixé sur une plaque porte-balais par des pattes pliables ; le charbon est associé à une tresse de contact qui traverse par une fente la face du guide de balai qui est en vis-à-vis de la plaque porte-balais et la bordure de la saillie qui est la plus éloignée du collecteuroest disposée sensiblement au droit de celle des extrémités de la fente précitée, qui est la plus voisine du collecteur, ou en avant de cette position en direction du collecteur. Lorsque le guide de balai est mis en place sur la plaque porte-balais qui lui est associée, on règle la position de la saillie à l'intérieur du logement du guide de balai en amenant ladite saillie contre un gabarit que l'on introduit dans le guide de balai à la place du charbon. On peut ainsi, de façon simple, régler la position de la saillie avec précision pour définir, à l'intérieur du guide de balai, un logement de charbon ayant une largeur bien déterminée correspondant à la largeur du charbon augrrentée du Jeu de coulissement nécessaire à un bon déplacement du charbon dans son guide.On évite, de cette façon, tout Jeu excédentaire du charbon dans son logement, ce qui permet d'évlter, au cours du fonctionnement du moteur, des vibrations du charbon et ce qui, en conséquence, réduit le bruit de fonctionnement du moteur. Il convient de remarquer que la saillie, même lorsqu'elle est réalisée sous la forme d'une languette, ne possède en général aucune élasticité propre et joue uniquement son rôle en tant que cale de positionnement. Lorsque la saillie est réalisée sous la forme d'une languette cintrée, on réduit à une zone presque ponctuelle la surface d'appui de ladite languette sur le charbon de sorte que cet appui ne génère qu'une faible résistance au coulissement du charbon dans son logement. Dans le cas où la languette provient du découpage de la matière constitutive du guide balai, le double cintrage que l'on prévoit,das le mode préféré de réalisation, permet de staffranchir de tous les inconvénients qui pourraient être inhérents à la présence de bavures due découpage sur la bordure de la languette. Dans le cas où le guide de balai est réalisé en matière thermoplastique, on sait qu'il faut tenir compte, pour le dimensionnement dudit guide de balai, de la déformation erratique qui se produit à chaud, lors du fonctionnement du moteur; il en résulte que, dans l'état de la technique, on est obligé de surdimensionner le guide de balai pour que, quelle que soit la déformation, le balai puisse coulisser à l'intérieur de son guide. Le fait de réaliser, selon l'invention un contact ponctuel de la saillie sur l'une des faces du balai, permet de prévoir un faible jeu de coulissement au droit de la saillie tout en laissant les fortes tolérances habituelles, pour les autres zones du guide de balai, afin que ledit guide puisse se déformer à chaud sans bloquer le balai correspondant.Dans un tel cas, la saillie peut être constituée soit à partir de la matière constitutive du guide de balai soit au moyen d'une languette métallique rapportée. La présente invention a également pour objet le produit industriel nouveau que constitue une plaque porte-balais de machine électrique tournante, caractérisée par le fait qu'elle supporte au moins un guide de balai tel que ci-dessus défini. La présente invention a enfin pour objet le produit industriel nouveau que constitue une machine électrique tournante et, en particulier, un moteur de petite puissance pour l'entrainement des commandes de servitude de véhicule automobile, cette machine comportant un collecteur coopérant avec des charbons portés par une plaque porte-balais, caractérisée par le fait que la plaque porte-balais est du type ci-dessus défini. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, deux modes de réalisation représentés sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 représente, en perspective, un guide de balai selon l'invention fixé sur une plaque porte-balais - la figure 2 représente une vue en bout du guide de balai de la figure 1, du côté du collecteur, - la figure 3 représente schématiquement en élévation une plaque porte-balais comportant deux guides de balai selon la figure 1, diamétralement opposés et montés de part et d'autre du collecteur de rotor d'un moteur électrique selon l'invention - la figure 4 représente, en perspective, une variante de réalisation de la languette du guide de balai de la figure l. En se référant aux figures I à 3, on voit que l'on a désigné par 1 la plaque porte-balais du moteur selon l'invention. La plaque porte-balais 1 sert de support à deux guides de balai 2 diamétralement opposés et identiques, ces deux guides de balai renfermant chacun un charbon 3 en forme de parallélépipède rectangle. Les charbons 3 s'appuient par une de leurs extrémités sur un collecteur 4 porté par l'arbre 5 du rotor du moteur électrique selon I tinvention. Chaque guide de balai 2 est constitué d'un étrier 6 ayant une section en U et d'une plaque de base 7 repliée à sa partie arrière pour constituer le fond du logement délimité par l'étrier o. Les bords des ailes de l'étrier 6 sont en appui sur la plaque 7 et l'ensemble 6-7 est fixé sur la plaque porte-balais l grâce à des pattes de fixation 8 qui traversent la plaque porte-balais 1 et peuvent être repliées au-dessous de cette plaque porte-balais de façon à solidariser l'ensemble 6-7 avec la plaque 1. L'âme de l'étrier 6 comporte > parallèlement à l'axe du charbon 3, une fente 9 qui débouche à l'extérieur dans la zone du guide de balai 2 qui se trouve la plus éloignée du collecteur 4. La fente 9 est traversée par une tresse de contact 10 solidaire du charbon 3.Les ailes de l'étrier 6 comportent dans leur zone médiane une partie cintrée dont la convexité est disposée vers l'extérieur du logement défini par l'étrier 6. Dans la zone comprise entre le fond de la fente 9 et l'extré- mité du guide de balai 2 qui se trouve la plus voisine du collecteur 4 on a prat,qué, dans une des ailes de l'étrier 6, un crevé qui donne naissance à une languette 11. La languette 11 est obtenue dans la zone où l'aile de l'étrier 5 es légèrement cintrée vers l'extérieur.La languette ll est cintrée dans sa longueur de façon que sa convexité soit dirigée vers l'intérieur du logement défini par ltétrier 6 ; elle est également cintrée dans sa largeur de façon que-se convexité soit dirigée vers l'intérieur du logement défini par l'érĕfl--. La bordure de la languette 11, qui est la plus éloignée du coliexteur Jv se trouve sensiblement au droit du fond de la fente 9.Pour chacun #e. deux guides de balai 2, ia languette ll est disposée sur celle des ailes de l'étrier 6 qui est placée en amont du charbon conpte tenu du sens de rotation du collecteur 4. L'étrier 6 et la plaque de fond 7 sont obtenus par découpage et pliage d'une tôle de laiton, la languette Il étant obtenue au moment de la fabrication de l'étrier 6 par découpage et emboutissage. Il est clair que la réalisation de la languette 11 n'augmente pas sensiblement le prix de revient du guide de balai 2. Pour régler la position de la languette ll dans le logement défini par l'étrier 6 > on introduit, après fixation du guide de balai 2 sur la plaque porte-balais 1, un gabarit qui vient prendre la place du charbon 3 dans le logement défini par le guide de balai 2. On appuie alors la languette ll contre le gabarit de façon que ledit gabarit se trouve maintenu d'un côté par la languette ll et de l'autre, par l'aile de l'étrier 6 qui ne porte pas la languette ll , sur cette aile, lé gabarit porte de part et d'autre du cintrage de la zone médiane. Lorsque ce réglage est effectué, on retire le gabarit et l'on met en place le charbon 3 qui se trouve ainsi maintenu dans son logement entre celle des ailes 6, qui ne porte pas la languette 11, et ladite languette 11.Il convient de remarquer que les zones de frottement du charbon 3 sont réduites, d'une part en raison de la convexité existant dans la zone médiane de l'aile de l'étrier 6 et d'autre part, en raison des deux convexités longitudinale et transversale de la languette 11. Le charbon 3 peut donc coulisser à l'intérieur du guide de balai 2 avec un jeu de coulissement très limité, alors que, dans l'état de la technique, le jeu était nécessairement plus important en raison de l'impossibilité qu'il y a d'obtenir une quelconque précision sur la largeur du logement défini par l'étrier 6 lorsque ledit étrier 6 est obtenu par pliage et emboutissage. Le fait de diminuer considérablement le Jeu du balai 3 dans son logement permet, au cours du fonctionnement du moteur, de réduire le bruit de fonctionnement. Par ailleurs, le fait d'avoir disposé la languette ll au delà de l'extrémité de la fente 9 permet d'assurer le guidage du charbon 3 jusqu'à l'usure complète dudit charbon. Sur la figure 4, on a représenté une variante de réalisation de la languette du guide de balai des figures 1 à 3. Dans cette variante, le guide de balai est constitué. d'un étrier 6a ayant une section en U et d'une plaque de base 7a repliée à sa partie arrière pour constituer le fond du logement délimité par l'étrier 6a : la constitution générale de ce guide de balai est identique à celle du guide de balai 2 correspondant à la réalisation repré sentée sur les figures 1 à 3. Les ailes de l'étrier 6a comportent dans leur zone médiane une partie cintrée dont la convexité est disposée vers l'extérieur du logement défini par 11 étrier 6a. Le guide de balai comporte sur sa face supérieure une fente 9a destinée au passage d'une tresse de contact associée au charbon qui est destinée à être logée à l'intérieur du guide de balai. Dans la zone comprise entre le fond de la fente 9a et l'ex trémité du guide de balai qui se trouve la plus voisine du collec teur, on a pratiqué, dans une des ailes de l'étrier 6a, un crevé qui donne naissance à une languette Ila rattachée par ses deux extrémités à la matière constitutive de l'aile correspondante de l'étrier 6a. La languette Ila est cintrée dans sa longueur de façon que sa convexité soit dirigée vers l'intérieur du logement défini par l'étrier 6a. Comme dans l'exemple précédemment décrit, la position de la languette lla est réglée par déformation de sa matière constitutive au moyen d'un gabarit que l'on introduit à l'intérieur du guide de balai à la place du charbon. Les avantages de ce mode de réalisation sont sensiblement les mêmes que ceux qui ont été précédemment indiqués pour la réalisation représentée sur les figures 1 à 3. Il est bien entendu que les modes de réalisation ci-dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention; en particulier, lorsque le guide de balai est réalisé en matière thermoplastique, le réglage de la position de la languette au moyen d'un gabarit, peut être réalisé par déformation à chaud de sa matière thermoplastique. P t V t t'T D i C r T i 0 T S 1 - Guide de balai destiné à assurer le coulissement d'un charbon de machine électrique tournante à collecteur, et en particulier de moteur- électrique- de petite puissance, ledit guide de balai étant solidaire du stator de la machine, caractérisé par le fait que le guide de balai comporte au moins une saillie dirigée vers l'intOrieur du logement du charbon. 2 - Guide de balai selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la saillie est réalisée à partir de la matière constitutive du guide de balai. 3 - Guide de balai selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la saillie est une pièce rapportée solidarisée du guide de balai. 4 - Guide de balai selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la saillie est constituée par une languette découpée dans la paroi du guide de balai. 5 - Guide de balai selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le logement délimité par le guide de balai a sensiblement la forme d'un prisme droit, qui comporte deux faces dont les plans moyens sont sensiblement parallèles à l'axe du collecteur avec lequel coopère le charbon, qui coulisse dans ledit guide de balai, la saillie constituant un relief sur l'une de ces deux faces. 6 - Guide de balai selon l'une des revendications I à 5, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une ttle métallique pliée et/ou emboutie. 7 - Guide de balai selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il est constitué en une matière ther moplastique. 8 - Guide de balai selon les revendications t et 7 prises simultanément, caractérisé par le fait que la languette constituant la saillie est obtenue par déformation locale à chaud de la matière thermoplastique constitutive du guide de balai. 9 - Guide de balai selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la languette est cintrée dans le sens de sa longueur, la convexité du cintrage étant dirigée vers l'intérieur du logement défini par le guide de balai. 10 - Guide de balai selon l'une des revendications et ou 9, caractérisé par le fait que la languette est cintrée dans le sens de sa largeur, la convexité du cintrage étant dirigée vers I'in térieur du logement défini par le guide de balai. 11 - Guide de balai selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la saillie est disposée sur la face du guide de balai, qui est placée en amont du charbon, compte tenu du sens de rotation du collecteur auquel est associé le guille de balai. 12 - Guide de balai selon les revendications 5 et 6 prises simultanément, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une tole pliée en forme de U formant trois clés du logement du charbon et d'une ole pliée en forme de L formant le quatrième cté et le fond du logement du charbon, l'ensertble étant fixé sur une plaie porte-balais par des pattes pliables. 13 - Guide de balai selon l'une des revendications I à 12, dans lequel le charbon est associé à une tresse de contact qui traverse par une fente la face du guide de balai qui est en vis h-vls de la plaque porte-balais, caractérisé par le fait que la bordure de la saillie, qui est la plus éloignée du collecteur, est disposée sensiblement au croit de celle des extrémités de la fente précitée, qui est la plus voisine du collecteur, ou en avant de cette position en direction du collecteur. 14 - Plaque porte-balais de machine électrique tournante, caractérisée par le fait qu'elle supporte au moins un guide de balai selon l'une des revendications I à 13. 15 - machine électrique tournante, et en particulier moteur de petit puissance pour l'entraînement des commandes de servitude de véhiculc automotile, cette machine comportant un collecteur coopérant avec des charbons portés par une plaque porte-balais, caractérisé par le fait que la plaque porte-balais est réalisée selon la revendication 14.