Brevet FR2344166A1 — publié le 19771007

La présente invention concerne les machines électriques, et plus précisément, les couronnes porte-balais des machines électriques å blocs de balais démontables, lesdits blocs de balais pouvant Outre enlevés et montés lors du fonctionnement de la machine électrique. Etant donné la grande puissance des machines électriques modernes, en particulier, des groupes générateurs pour les systèmes énergétiques, il est désavantageux, du fait des pertes d'énergie, d'effectuer des arrêts prolongés d'un groupe générateur et son découplage du système énergétique en vue d'un remplacement des balais. in tenant compte de ce qui précède, il est très important de créer une construction, des couronnes porte-balais d'une machine électrique, å blocs de balais démontables qui sont rendus susceptibles d'entre enlevés lors du fonctionnement de la machine électrique. On contact une couronne porte-balais d'une machine électrique à blocs de balais démontables. Cette couronne porte-balais comporte deux plaques de contact immobiles qui sont reliées rigide- ment entre elles et sur lesquelles sont montés des éléments de contact formant une surface de contact cunéiforme. Le bloc de balais est muni dlun élément de contact dont la surface de contact est, elle aussi, en forme de coin. La fixation du bloc de balais à la couronne porte-balais se fait par l'intermédiaire d'un moyen comprenant un levier pivotant relié à l'extrémité supérieure d'un arbre qui passe à travers un orifice pratiqué dans les éléments de contact. L'extrémité supé-. rieure de l'arbre comporte un ressort. L'extrémité inférieure de l'arbre est percé d'un orifice dans lequel est placée une goupille. Lorsque le bloc de balais est monté sur la couronne porte-balais, la goupille de la plaque fixée aux éléments de contact au-dessous de l'orifice passe à travers les fentes. Au cas d'un pivotement du levier, la goupille glisse surdeux saillies hélicoSdales se trouvant du côté inférieur de la plaque et elle est fixée dans deux rainures. Dans ce cas, l'arbre serre le ressort dont la pression assure le contact entre les surfaces de contact cunéiformes conjuguées. Le dispositif de fixation des balais au bloc de balais possède un ressort à lame qui s'appuie sur la surface latérale du balai et prévent, de la sorte, sa chute. Lorsque le levier est mis en position de fonctionnement pour la fixation du bloc de balais à la couronne porte-balais, le ressort à lame pivote et libère le balai. Les surfaces de contact cunéiformes du bloc de balais et des plaques immobiles exigent un haut degré de précision de fabrication, ce qui rend la technologie plus compliquée. Le moyen de fixation du bloc de balais à la couronne porte-balais dont la construction est conditionnée par la forme des surfaces de contact rend, lui aussi, plus compliquée la technologie de fabrication du bloc de balais, vu que le levier pivotant est fixé à l'arbre, ce qui exige un très haut degré de précision de montage. Lorsque le montage est imprécis, il peut se produire un gauchissement et un calage de l'arbre, ce qui rend difficile le pivotement du levier, de sorte qu'il est impossible de démonter ou de monter le bloc de balais. Le ressort à lame faisant partie du dispositif de fixation des balais qui est constructivement relié au moyen de fixation du bloc de balais est soumis à l'action des forces de rotation, ce qui réduit considérablement la durée de son service. La présente invention vise le but d'éliminer les inconvénients susmentionnés. On s'est proposé de créer des éléments de contact d'un bloc de balais et de plaques immobiles pour la couronne porte-balais ainsi qu'un moyen de fixation du bloc de balais à la couronne portebalais, qui assureraient un contact sûr entre les éléments de contact faisant partie du bloc de balais et des plaques conductrices de courant immobiles ainsi qu'un montage et démontage simples du bloc de balais, qui donneraient la possibilité d'éviter l'utilisation d'un levier pivotant et de créer un dispositif de fixation des balais au bloc de balais dans lequel le ressort à lame ne subit pas d'action des forces de rotation. Le problème posé est résolu par le fait que les surfaces de contact des éléments de contact faisant partie des plaques conductrices de courant immobiles et la surface de contact de l'élément de contact d'un bloc de balais sont réalisées plates et, en cas de contact, se disposent dans un même plan. I1 est avantageux que le moyen de fixation d'un bloc de balais i la couronne porte-balais comporte, disposés dans le corps du bloc de balais, des fixateurs et un élément élastique dont les extrémités sont relides aux fixateurs, que dans les plaques conductrices de courant immobiles soient réalisées des rainures servant à recevoir les fixateurs ; dans ce cas, lorsque le bloc de balais est mis dans la position de travail, les fixateurs entrent dans les rainures et, lorsque ltélément élastique se déplace vers le levier, les fixateurs entrent à l'intérieur du bloc de balais. I1 est aussi avantageux que le dispositif de fixation des balais au bloc de balais.comporte deux ressorts à lame, et alors, une extrémité du premier ressort doit être reliée rigidement au corps du bloc de balais et l'extrémité libre doit s'appuyer sur la surface latérale du balai , et une extrémité du deuxième ressort doit s'appuyer sur une barre isolante qui est reliée rigidement à l'élément de contact du bloc de balais, tandis que sa deuxième extrémité est reliée au premier ressort de façon que lors d'une diminution de pression du côté de la barre isolante le deuxième ressort se redresse et l'extrémité libre du premier ressort à lame soit écartée de la surface latérale du balai et ce dernier soit libéré. La présente invention permet de simplifier la technologie de fabrication des éléments de contact, puisque les surfaces de contact plates ne demandent pas un haut degré de précision d'usinage. En outre, la présente invention permet d'éviter un calage du moyen de fixation du bloc de balais à la couronne porte-balais au cours d'un montage et démontage du bloc de balais. Le dispositif de fixation de balais au bloc de balais est caractérisé par une durée de service prolongée et il assure une fixation automatique des balais lors du démontage du bloc de balais de la couronne porte-balais. Ci-dessous l'invention est expliquée par les exemples de sa réalisation en référence au dessin annexé dont la figure 1 représente partiellement une couronne portebalais d'une machine électrique à blocs de balais démontables, selon l'invention la figure 2 représente une partie de la couronne portebalais, en coupe partielle du bloc de balais perpendiculaire aux plaques conductrices de courant, selon l'invention la figure 3 représente une partie de la couronne porte balais, en coupe du bloc de balais parallèle aux plaques conductrices de courant, selon l'invention la figure 4 montre le dispositif de fixation des balais, ces derniers étant en position de travail, selon l'invention la figure 5 montre le même dispositif de fixation des balais, lesdits balais étant en position fixée, selon l'invention. La couronne porte-balais d'une machine électrique comprend des blocs de balais démontables 1 (figure 1) et deux plaques annulaires immobiles 2, sur les surfaces intérieures desquelles sont réalisées des rainures 3 qui servent de guides lors du déplacement des blocs de balais 1. Des éléments de contact immobiles 4 sont fixés sur les plaques 2, lesdits éléments étant réalisés sous forme des planches en saillie ayant une surface de contact plate 5. Le bloc de balais 1 démontable possède un corps 6 muni de saillies latérales qui sont introduites dans les rainures 3 et un levier 7 utilisé pour le démontage et montage du bloc 1 sur la couronne porte-balais et un élément de contact 8 ayant une surface de contact plate 9. Deux couvercles il en forme de coffres sont fixés à l'aide des vis 10 au corps 6.Pour éviter une électrocution de l'opérateur, le corps 6 est doté d'un joint isolant 12. Le levier 7 est revêtu d'une couche isolante 13 (figure 2) et il possède des montants 14 qui passent à travers les orifices daas le corps 6 et sont fixés à l'aide des écrous 15 pourvus de rondelles à ressort. Des douilles isolantes 17 sont installées sur les montants 14, des ressorts 18 et un élément de contact étant engagé sur lesdites douilles. Les ressorts 18, les douilles 17 et l'élément de contact 8 sont retenus sur les montants 14 par l'intermédiaire de rondelles 19 et d'écrous 20. L'élément de contact 8 est isolé des ressorts 18 et des rondelles 19 par des rondelles isolantes 21. Le dispositif de fixation du bloc de balais 1 à la couronne comprend un élément élastique 22 et deux fixateurs 23 qui, lors du montage du bloc 1 sur la couronne porte-balais et de la conjugaison des surfaces de contact 5 et 9, entrent dans des rainures correspondantes 24 pratiquées dans les plaques 2. Les couvercles Il sont indispensables pour que le mouvement des fixateurs 23 se fasse dans un seul plan. Le bloc de balais démontable 1 possède des balais 25, et des conducteurs souples 26 qui sont reliés directement à l'élément de contact 8 à l'aide des boulons 27 avec rondelles 28. Une barre isolante 29 est fixée, par l'intermédiaire des vis 30, à l'élément de contact 8 faisant partie du bloc de balais 1. Le dispositif de fixation des balais 25 dans le bloc de balais 1 comporte deux ressorts à lame 31 et 32 reliés rigidement entre eux (figure 3). Le ressort 31 est rigidement fixé par une de ses extrémités au corps 6 du bloc de balais 1 à l'aide de rivets 33 et sa deuxième extrémité s'appuie sur la surface latérale du balai 25. Le deuxième ressort à lame 32 est relié rigidement par une de ses extrémités au ressort 31, tandis que son extrémité libre s'appuie sur la barre isolante 29. Un ressort en spirale 34 s'appuie du côté des conducteurs souples 26 sur le bout du balai 25. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Lors du montage du bloc de balais 1 (figure 1) sur la couronne porte-balais, le corps 6 s'engage par ses saillies dans les rainures 3 et l'on déplace le bloc 1 le long desdites rainures 3. Lorsque la surface de contact 9 de l'élément de contact 8 se conjugue avec les surfaces de contact 5 des éléments de contact 4, l'élément de contact 8 cesse de se déplacer. Dans ce cas, le corps 6 avec les balais 25 (figure 2) continue de se déplacer en serrant le ressort 18 jusqu'à ce que les fixateurs 23 se trouvent au niveau des rainures 24. Â ce moment, les fixateurs 23 s1 engagent dans les rainures 24 et fixent le bloc de balais t à la couronne portebalais. La force du ressort 18 assure un contact sûr entre les surfaces de contact 5 et 9 conjuguées. Après l'arrêt de l'élément de contact 8 avec la barre isolante 29 sur les éléments de contact 4 ensemble avec le corps 6, les balais 25 et les ressorts à lame 31 et 32 continuent de se déplacer. La pression de la barre isolante 29 (figure 4) sur l'extré- mité libre du ressort 32 diminue. Sous l'action de ses propres forces le ressort 32 se redresse et l'extrémité libre du ressort à lame 31 est écartée de la surface latérale du balai 25 et ledit balai se libère. lors, il se forme un circuit électrique reliant le balai 25 (figure 3) par l'intermédiaire des conducteurs souples 26 à l'élément de contact 8. A travers l'élément de contact 8 (figure 2) le courant électrique arrive aux éléments de contact immobiles 4, et ensuite, aux plaques conductrices de courant immobiles 2. Afin de démonter le bloc de balais 1 (figure 2), l'élément élastique 22 est déplacé vers le levier 7 dans la position 22' et les fixateurs 23 se désengagent des rainures 24 et entrent audessous des couvercles 11. Les ressorts 18 se desserrent et soulèvent le corps 6, et les ressorts à lame 31 et 32 se soulèvent de pair avec le corps 6. La pression exercée par la barre isolante 29 augmente, le ressort 32 se courbe et il serre le ressort à lame 31 contre la surface latérale des balais 25, en les fixant dans le corps 6 du bloc 1. Cela fait, à laide du levier 7 le bloc 1 est enlevé de la couronne porte-balais. Ainsi, la construction décrite de la couronne porte-balais d'une machine électrique à blocs de balais démontables permet de remplacer rapidement les blocs de balais sans désaccoupler ladite machine électrique du système énergétique, les éléments de contact sont simples au point de vue de leur fabrication et ils assurent un contact str ; le dispositif de fixation des balais au bloc de balais donne la possibilité de fixer d'une manière sure les balais lors du démontage du bloc, et lorsque le bloc est monté sur la machine, ledit dispositif libère automatiquement les balais, en les mettant dans la position de travail. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVNDI GATl0 NS 1. Couronne porte-balais d'une machine électrique comprenant deux plaques conductrices de courant immobiles reliées rigidement entre elles et portant, y fixés, des éléments de contact et des blocs de balais démontables dont chacun comporte des balais, un dispositif de fixation des balais au bloc de balais, un élément de contact destiné à assurer le contact électrique entre le bloc de balais et les éléments de contact des plaques conductrices de courant immobiles, un moyenne fixation du bloc de balais aux plaques immobiles et un levier pour le montage et démontage du bloc de balais, caractérisée par le fait que les surfaces de contact des éléments de contact des plaques conductrices de courant immobiles et la surface de contact de l'élément de contact faisant partie du bloc de balais sont réalisées plates et lorsqu'elles entrent en contact, elles se disposent dans le meme plan. 2. Couronne porte-balais caractérisée par le fait que le moyen de fixation du bloc de balais à la couronne porte-balais comporte des fixateurs placés dans le corps du bloc de balais et un élément élastique dont les extrémités sont reliées aux fixateurs, tandis que dans les plaques conductrices de courant immobiles sont réalisées des rainures destinées à recevoir les fixateurs, et lorsque le bloc de balais se trouve dans la position de travail, les fixateurs entrent dans les rainures, et lorsque ltélément élastique est déplacé vers le levier les fixateurs s'engagent à l'intérieur du bloc de balais. 3. Couronne porte-balais selon une des revendications 1 ou 2, caractériséepar le fait que le dispositif de fixation des balais au bloc de balais comprend deux ressorts à lames et une extrémité du premier ressort à lame est fixée rigidement au corps du bloc de balais, tandis que son extrémité libre s'appuie sur la surface latérale du balai, une extrémité du second ressort à lame s'appuie sur une barre isolante qui est reliée rigidement à ltélément de contact du bloc de balais et sa seconde extrémité est reliée au premier ressort à lame de façon qu'en cas d'une diminution de pression exercée par la barre isolante, le second ressort à lame se redresse, et alors l'extrémité libre du premier ressort à lame est écartée de la surface latérale du balai et ledit balai se trouve libéré.